§3.5离子晶体的长光学波.pptVIP

03_04_三维晶格的振动 —— 晶格振动与晶体的热学性质 §3.5 离子晶体的长光学波 光学波中，原胞中不同的原子相对地作振动 晶格中的声学波中相邻原子都沿同一方向振动 —— 正负离子组成的晶体，长光学波使晶格出现宏观极化 —— 波长很长的光学波：长光学波 —— 波长很长的声学波：长声学波 —— 声学波代表原胞质心的振动 —— 光学波表示原胞中相邻原子做反位相振动 波长 —— 原胞的线度 1. 长光学波的宏观方程 —— 两种正负离子组成的复式格子_立方晶体 —— 长光学波 — 极化波 —— 半波长内，正离子组成的布喇菲原胞同向位移，负离子组成的布喇菲原胞反向位移 —— 使晶体中出现宏观的极化 原胞中的两个正负离子质量 两个正负离子的位移 描述长光学波运动的宏观量 黄昆方程 —— 宏观极化强度和宏观电场强度 —— 原胞体积 —— 正负离子相对运动位移产生的极化和宏观电场产生的附加极化 —— 离子相对运动的动力学方程 1) 静电场下晶体的介电极化 恒定电场下 和 比较 因为 2) 高频电场下晶体的介电极化 电场的频率远远高于晶格振动的频率 在长光学波下有 —— 横长光学波的频率 —— 晶体中存在长光学纵波(LO)和长光学横波(TO) —— 长光学纵波声子称为极化声子(LO)，长光学纵波伴随有宏观的极化电场，极化声子 _______ 纵光学声子 —— 长光学横波伴随着有旋的宏观电磁场，电磁声子(TO)，长光学横波具有电磁性，可以和光场发生耦合 §3.6 确定晶格振动谱的实验方法 晶格振动的频率和波矢间的关系 —— 晶格振动的振动谱 晶格振动的振动谱测定方法 —— 中子非弹性散射 —— X射线散射 —— 光子与晶格的非弹性散射 1. 中子非弹性散射 入射晶体时中子的动量和能量 出射晶体后中子的动量和能量 能量守恒 动量守恒 倒格子矢量 声子的准动量 —— 中子的能量 ____ 0.02~0.04 eV —— 声子的能量 ____ ~10 –2 eV 两者具有相同的数量级 测得各个方位上入射中子和散射中子的能量差 —— 确定声子的频率 —— 从反应堆出来的慢中子的能量与声子的能量接近，容易测定中子散射前后的能量变化，直接给出声子能量的信息 根据入射中子和散射中子方向的几何关系 —— 确定声子的波矢 —— 得到声子的振动谱 2. 光子与晶格的非弹性散射 入射光子的频率和波矢 散射光子的频率和波矢 光子与声子的作用过程满足 能量守恒 动量守恒 入射光子受到声子散射，变成散射光子，与此同时在晶格中产生，或者吸收一个声子 —— 固定入射光的频率和入射方向，测量不同方向的散射光的频率，可以得到声子的振动谱