„Gekoppelte Oszillatoren“ im Festkörper

Präsentation zum Thema: "„Gekoppelte Oszillatoren“ im Festkörper"—  Präsentation transkript:

1 „Gekoppelte Oszillatoren“ im Festkörper

2 Schwingungen in Festkörpern
Inhalt Schwingungen in Festkörpern Phononen

3 Versuch: Gekoppelte Pendel
Verhalten eines einzelnen Schwingkreises Kopplung über die Feder Schwebungen durch Überlagerung von zwei Schwingungen unterschiedlicher Frequenz Suche nach den Eigenfrequenzen durch spezielle Startbedingungen Unterschiedliche Eigenschwingungen zeigen unterschiedliche Symmetrie

4 Modell für die Einheitszelle eines Kristalls mit zwei Atomen in der Elementarzelle mit Federn anstelle der Coulomb-Kräfte Freiheitsgrade eines Kristallgitters mit 2 Atomen in der Elementarzelle

5 Kristalline Festkörper
Bei n Teilchen gibt es n „Schwingungsmoden“ mit Auslenkungsmuster unterschiedlicher Symmetrie Die n Eigenfrequenzen der Moden liegen zum Teil sehr dicht beisammen, es entstehen Energiebänder Normalschwingungen der Teilchen in kristallinen Festkörpern werden „Phononen“ genannt

6 Beispiel für die Eigenschwingungen eines Kristalls mit zwei Atomen in der Elementarzelle
Translation Innere Schwingung Freiheitsgrade eines Kristallgitters mit 2 Atomen in der Elementarzelle

7 Beispiel für eine Eigenschwingung

8 Zusammenfassung Zu jedem Auslenkungsmuster gehört eine „Eigenfrequenz“
Normalschwingungen der Teilchen in kristallinen Festkörpern werden „Phononen“ genannt Die Schwingungen der Teilchen, die Phononen, koppeln an die Anregung der Elektronen

9 Finis Leicht erhöhte Frequenz: Kopplungsfeder wird wenig beansprucht Symmetrische Auslenkungen