フォノンと流体力学による音の放射圧解析の比較

抄録

超音波をフォノンの集合体としてとらえ媒質によるフォノンの反射と吸収によりLangevinの放射圧の発生メカニズムを解析し, 流体力学を用いた取り扱いと比較した。周波数をω, 波数をkとするとフォノンはエネルギーhωと運動量hkを持つ。超音波と媒質で運動量の保存則が成り立ち, 媒質はフォノンの吸収で同量の運動量を, 反射では2倍の運動量を受け取り音の放射圧を受ける。フォノンの個数計算による運動量の受け渡しから音の放射圧を求め, これが従来の流体力学的取り扱いと同じ結果を与えることを示しフォノンによる取り扱いは見通し良く音の放射圧のメカニズムを説明することを述べる。