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声子谱的物理含义跟作用是什么啊？这个谱能分析出什么东西来呢？ 已有4人参与
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| 如题，审稿人提到这个，没有接触过。。。 |
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 第一性原理计算-tg |
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2楼2016-08-30 08:15:06
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漫天飘雪
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4楼2016-08-30 09:02:38
anionxt
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6楼2016-08-31 17:20:20
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声子就是“晶格振动的简正模能量量子。”声子用来描述晶格的简谐振动，是固体理论中很重要的一个概念。按照量子力学，物体是由大量的原子构成，每种原子又都含有原子核和电子，因此固体内存在原子核之间的相互作用、电子间的相互作用还有原子核与电子间的相互作用。电子的运动规律可以用密度泛函理论得到，那么原子核的运动规律就用声子来描述。当然这两个理论（密度泛函和声子）都是近似的，因为解析的严格解到目前为止还没有得到。而要严格的按照多体理论来描述这么大量的原子和电子组成的系统，无论解析还是数值模拟都是一个未知数。 理论计算中的声子谱横坐标大多以波长表示，纵坐标为声子，这样的图一般用来分析结构中的原子或者化学键的振动，间接反映结构中各原子的成键情况。低频的一般是金属的光学或者声学模式，中等频率一般为化学键的扭曲振动，高频率为键的伸缩振动模式。当然，还是要具体情况具体分析的，最好和实验值做对比。 声子谱是研究材料热力学性质的一个很好的切入点，一般材料为三维块体材料，声子谱分光学波（高）和声学波频率（低），如果声子谱全部在0点以上，材料没有出现虚频，那么材料就是相对稳定存在的。 |
7楼2016-08-31 18:39:36
ChemiAndy
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楼上的解释很到位。但是我觉得说“Phonon is not an atomic vibration”还是很容易引起初学者的困惑。更确切地讲，声子不能理解为分子中的那种原子振动，而是在周期固体理论框架中原子的集体运动模式。 对于由分子构成的气相或者液相物质，由于分子内的化学键作用属于强相互作用，而分子间的作用属于弱的作用，因此原子主要参与分子内的集体振动。这些振动模式也主要受到分子内的作用方式影响，除非其它分子与之形成了较强的作用，比如氢键。 在固体材料中，特别是无机原子固体，分子的概念不再存在，最小的单元是晶胞。原子与原子的作用，受到周期对称性的支配，因此，其振动模式也具备了周期对称性。此种模式非常适合用波矢（wave vector）表示。注意这只是从数学上讲与倒空间形成了联系，其物理图像还是原子的振动。 因此，归根到底，声子也是原子振动引起的。决定声子与普通分子中的振动模式的差异在于原子间的作用方式，和在空间对称基础上如何将原子集体振动分解为某种模式的方式。声子决定晶体的热容、机械、力学性质，正如液体中的分子的振动决定液体的热容、机械力学性质，这两者的统计热力学公式虽有差别，背后的原理完全一样。 |
8楼2016-09-01 18:36:39
漫天飘雪
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