1 votos

Onda estacionaria y modo óptico en un cristal

Quiero entender cómo cuando la longitud de onda $ \lambda$ es igual a 2a, siendo a la constante de red, dos partículas constructoras vecinas del cristal se mueven en dirección opuesta. La fórmula general para el desplazamiento de una partícula desde su equilibrio es

$U_n=Ue^{i(k\cdot a\cdot n -\omega t) }$ .

Ahora bien, si la longitud de onda $ \lambda = 2a $ lo que significa que el número de onda es $k=\frac \pi a $ . En cualquier momento del tiempo el desplazamiento entre la partícula en la posición n y la que está en la posición n+1 debe ser opuesto, es decir, si para la partícula en la posición n el desplazamiento tiene un valor negativo, eso significa que está a la izquierda de la posición de equilibrio, mientras que la partícula en la posición n+1 debe estar a la derecha, lo que significa un valor positivo del desplazamiento, pero los valores absolutos de los desplazamientos para ambas partículas deben ser iguales. Cuando introduzco los siguientes valores : $k=\frac \pi a $ , t=0, obtengo algo que tiene un número complejo y no veo el movimiento contrario. Puede alguien ayudarme, mostrándome, mediante el cálculo que efectivamente, para $k=\frac \pi a $ dos partículas vecinas se mueven en dirección opuesta.

Y con respecto a los fonones ópticos. La primera condición para su existencia es que en la red cristalina debemos tener al menos 2 átomos diferentes. La otra de la wikipedia es :

"Los fonones ópticos son movimientos desfasados de los átomos en la red, un átomo se mueve a la izquierda y su vecino a la derecha".

Y ese tipo de movimiento sólo se produce para la longitud de onda más corta/el mayor valor del número de onda. ¿Significa esto que los fonones ópticos sólo existen cuando la longitud de onda de la onda que se propaga es mínima, es decir $k=\frac \pi a $ ?

0voto

pferrel Puntos 101
  1. Sobre el desplazamiento, si conectas $k=\pi/a$ en $e^{ikna}$ , obtendrá $e^{i\pi n}$ . Ahora, $n$ es un número entero (número de un átomo en la cadena 1-d), por lo que es igual a $1$ si $n$ es par y $-1$ si $n$ es impar. Supongo que esto es lo que querías decir con el movimiento opuesto de los átomos vecinos.

  2. $k=\pi/a$ es el mayor vector de onda en la red periódica (o cadena) de átomos (extremo derecho de la zona de Brillouin). Así, los números k pueden ser de $0$ a $\pi/a$ . El mayor vector de onda corresponde a la longitud de onda más corta, por lo que también son posibles excitaciones con longitudes de onda mayores. Comprueba con la dispersión en el artículo de la wikipedia.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X