Ich lese Charles Kittels Festkörperphysik und frage mich, was der Mechanismus ist, mit dem Neutronenwellen und Photonen mit Phononen interagieren können, und der Prozess gehorcht dem verallgemeinerten Impuls-Energie-Erhaltungssatz.
Ist es dasselbe, wie ein Lichtstrahl vom Bragg-Gitter gebeugt wird? In diesem Fall bewegen sich die Atome im Kristall nicht, also gibt es kein Phonon. Nun nehmen wir weiter an, dass der Lichtstrahl keine mechanische Schwingung im Kristall anregt, so dass keine Phononen entstehen. Dann kann die Impulsänderung des Lichts ein ganzzahliges Vielfaches der drei inversen Gittervektoren sein.
Wie lässt sich das verallgemeinern, wenn Kristallschwingungen (zB Phononen mit bestimmten Impulsen) vorliegen? Kann mir jemand den Ursprung des verallgemeinerten Impulserhaltungsgesetzes erklären?
Habe eine Antwort von Sahal Kaushik, Doktorandin der Physik, erhalten
Website: https://www.quora.com/Why-dont-phonons-carry-momentum
Es ist wahr, dass Phononen / Schallwellen keinen physikalischen Nettoimpuls tragen (solange relativistische und nichtlineare Effekte ignoriert werden können).
Phononen sind lediglich kollektive Anregungen im Gitter. Da der zeitlich gemittelte Impuls jedes Atoms 0 ist, ist der Gesamtimpuls eines Phonons ebenfalls 0.
Selbst für Elektronen ist der Kristallimpuls nicht dasselbe wie der physikalische Impuls. Der physikalische Impuls eines Elektrons ist normalerweise nicht eindeutig und hat Werte ℏ(k+G).
Im Gegensatz zu Phononen haben Photonen einen physikalischen Impuls. Dies liegt daran, dass die zeitlich gemittelte Impulsdichte (Poynting-Vektor) an jedem Punkt nicht Null ist und in Ausbreitungsrichtung liegt.
Sebastian Riese
Sebastian Riese
Garyp