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2023-03-07T15:14:37Z

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Die '''elementare Anregung''' ist ein Konzept der [[Vielteilchentheorie|Vielteilchenphysik]] von [[Festkörper]]n, welches die Aufnahme bzw. Abgabe von [[Energie]] durch ein System bestehend aus vielen [[Teilchen]] beschreibt.

Wird einem Festkörper Energie (z. B. in Form von [[Wärme]]) zugeführt, so wird die Energie nicht von einem einzelnen Teilchen ([[Atom]] oder [[Elektron]]) aufgenommen, sondern sich aufgrund der starken Wechselwirkungen zwischen den Teilchen schnell auf mehrere Teilchen verteilen. Statt die Energieverhältnisse der einzelnen Teilchen zu betrachten, wird das als eine Anregung beschrieben.

In erster Näherung sind elementare Anregungen wechselwirkungsfrei, d. h., sie beeinflussen sich nicht gegenseitig. In nächster Näherung müssen jedoch Wechselwirkungen zwischen elementaren Anregungen betrachtet werden. Diese Wechselwirkungen sind im Gegensatz zum Ausgangsproblem des Vielteilchensystems häufig „klein“ und können durch die [[Störungstheorie (Quantenmechanik)|Störungstheorie]] behandelt werden.

Die [[klassische Mechanik]] kennt eine ähnliche Problemstellung für den [[Schwingung]]s<nowiki/>zustand eines Systems von [[Massenpunkt]]en. Hier wird beispielsweise die Schwingung einer [[Saite]] durch [[Normalmode]]n ([[Grundton]] und [[Obertöne]]) beschrieben, anstatt die Bewegung einzelner Atome der Saite zu betrachten.

Analog lässt sich ein Festkörper als ein System wechselwirkender Teilchen (Gitterionen und Elektronen) behandeln. Betrachten wir als Beispiel die Schwingung der Gitterionen um ihre [[Ruhelage|Gleichgewichtslage]]: [[Grundschwingung]] und [[Oberschwingung]]en können durch Einführung von [[Normalkoordinate]]n separiert werden. (Allgemein gilt: besitzt ein System n [[Freiheitsgrad]]e, so lässt sich durch Einführung neuer Normalkoordinaten eine [[Entkopplung]] der [[Bewegungsgleichung]]en erreichen.) Die [[Normalschwingung]]en lassen sich [[Quantisierung (Physik)|quantisieren]], die zugehörigen [[Quant]]en der [[Gitterschwingung]]en nennt man [[Phonon]]en. Sie sind eine der bekanntesten elementaren Anregungen des Festkörpers.

Die elementaren Anregungen eines Festkörpers, bei denen [[Photon]]en [[Bandübergang|Bandübergänge]] von [[Ladungsträger (Physik)|Ladungsträgern]] anregen bzw. bei spontanen Bandübergängen [[Spontane Emission|emittiert]] werden, besitzen typischerweise eine höhere Größenordnung an Energie als die Phononen.

Eine elementare Anregung eines Festkörpers, die mit effektiven [[Feldgröße]]n beschrieben werden kann, heißt [[Quasiteilchen]].

[[Kategorie:Quantenphysik]]
[[Kategorie:Festkörperphysik]]

Elementare Anregung - Versionsgeschichte

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