聲子與什麼樣的粒子發生相互作用?

聲子可與電子、光子發生相互作用,聲子與聲子間也可能有相互作用。那麼在什麼條件下聲子會與這些粒子相互作用?像電磁相互作用存在於帶電荷的粒子之間,是否能引入「聲荷」來描述聲子參與的相互作用?


所謂聲子,就是晶格的振動

比如為什麼會有電聲子相互作用,無非是晶格裡面的原子振動,改變了晶體內的電勢分布,導致電子態變化

聲子和光子的相互作用就是振動的晶格與電磁波的相互作用

聲子之間的相互作用就是不同振動模式由於簡諧近似不成立產生的相互作用

這些都是在經典框架下可以理解的,只不過我們把它量子化了


補充一下:

1. 電子聲子相互作用是電阻產生的原因(各種缺陷也會產生散射),電聲耦合也是常規超導的機制,聲子可以使電子之間產生有效的吸引,當然這裡面有對稱性的限制,不是所有的電子和任意的聲子都會耦合。

2. 聲子和光子的耦合也是有限制的。和光學支與聲學支的作用參考拉曼散射和布里淵散射。

3. 聲子和聲子的作用有兩種過程。 Normal和Umklapp過程,後者由於Crystal momentum不守恆,為熱傳導、熱膨脹等熱力學現象提供了微觀的理論解釋。

4. 聲子和中子的非彈性散射也是實驗測量聲子色散關係的理論基礎。

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高速粒子通過物質時受阻止和被散射的現象以及伴隨著發生的電離和輻射效應,是獲取原子結構信息的最主要的來源之一 -----------玻爾


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