固體物理中色散關係到底是什麼意思?

怎麼理解色散關係,通過微分方程解出的格波的表達式表示什麼?


色散的取名很有意思。顏色為什麼會分散?是因為不同頻率的光在介質里的傳播速度不同。我們知道頻率對應著能量,波速對應于波矢。因此色散關係字面上就是發散的規律,本質上就是描述E~k之間的關係。推而廣之,光波也可以是其他橫波或縱波,在固體中可以說聲學波和光學波。


色散關係顧名思義就是顏色分散,它與單色相對應。固體物理中的色散關係是指格波的頻率w和聲子的波矢q之間的關係。為什麼頻率和顏色有關係?這與我們人類有關係了。人眼對於不同頻率的電磁波的響應是不同的,一個很重要的方面便是顏色,人眼接受到不同頻率電磁波時,大腦會認為不同頻率電磁波有不同的顏色,再深一點就得生命科學來解答了。這是色散中的「色」的最直接的由來,那麼「散」呢?主要是因為當波矢q發生變化時,頻率w也發生變化,由於我們認為每一個頻率對應一個顏色,所以顏色也就發生了變化,即不是單色而是一系列顏色,相當於散成了多重顏色,所以w與q的關係就叫做色散關係。自己的理解,歡迎大家指正哈!


叫頻率波數關係,也可以看做能量和動量的關係,簡稱e_k關係,也叫色散關係,關係曲線的斜率是聲子群速度


別嘗試著用中文去理解,色散這個詞有些不準確,因為如果你想從中文去理解,你需要把色這個字和波長和能量聯繫到一起,如果你想到其他的意思就錯了,比如顏色,東莞...你還需要把散這個字和分散,分布,擴散聯繫到一起,如果你想到散開,聚散這些意象也錯了。簡單點去理解,就是Energy的dispersion。


自己從格波開始推,一邊看書,看到那自然就會了。如果你是期末複習或者大二正在學這門課的話。


就簡單的電磁理論來說,是一種一般意義上的散射,可以搜一下迪拜理論,更廣義的講色散是非平衡熱力學中的線性響應在頻域中的一種表達,所以它無處不在,可以查查非平衡熱力學的書,還比較簡單


色散關係就是w—q的關係,即振動頻率和波數


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