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nassun

银虫 (正式写手)

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[交流] 【求助】关于声子速度的问题

最近在使用计算声子谱的软件计算晶体色散关系时候发现了一个挺让人困惑的问题。在得到的数据中，有两种单位，一种是声子频率（THz），另一种是声子波数（/cm）。记得波速是两者之商。我简单的验证了下，发现得到的结果是波速为光速。但印象中声子不属于电磁波，应该速度不是光速吧。不同支的声子代表不同的振动模式，而不同振动模式下的声子速度应该是不同的。望高手能替我解答。到底声子速度是不是光速，如果不是，那跟什么因素有关。用计算力常数的方法得到的声子色散关系应该是频率还是波数随波矢的变化关系？

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膝盖呀！！！向三井学习……

1楼2009-06-09 16:06:44

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nassun

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zt970831(金币+5,VIP+0):感谢您的交流 7-19 22:43

谢谢大家能参与讨论。
我自己仔细看了看固体物理关于晶格振动的内容，才发现自己犯了错误。其实色散关系就是w（q）的函数关系，w是频率，q是波数（加上传播方向就是波矢），所以w单位只能是频率单位（s-1，Hz）或能量单位（hw为能量，单位有eV等），不能为波数或波长的单位。因为显然，如果x，y为同一物理量，那函数关系就是线性了。而声子的传播速度，应该就是曲线的斜率，因为有w=v*q，v为波速。我翻阅了几个版本的固体物理，并且看了几篇关于计算晶格振动的文献，他们画的色散关系，纵坐标的单位不是频率就是能量，没有用波数和波长的单位的。
但是有一种情况波数的单位是有用的。因为gama点处某些振动模式声子的频率对应晶体的拉曼和红外频移，所以按照w=c0*q转化得到的波数可以直接和实验测得的频移对应，其中c0是光速。能对应的原因也很简单，因为测量频移用的就是光，所以用光速是没错的。
至于说频率和波数转化关系必须用光速是规定这个说法，恕再下才疏学浅，从来没见过。所以一直不懂。