ફોનૉન (Phonon) : સ્ફટિકના લૅટિસ દોલનોમાં ઉષ્મીય (thermal) ઊર્જાનો જથ્થો (quantum). ફોનૉનની ઊર્જાનો જથ્થો hυ વડે અપાય છે, જ્યાં h, પ્લાંકનો અચળાંક અને υ દોલનની આવૃત્તિ છે. ફોનૉન એ ફોટૉન જેવો કણ છે. ફોટૉન વિદ્યુતચુંબકીય ઊર્જાનો ક્વૉન્ટમ છે તો ફોનૉન એ ધ્વનિ-ઊર્જા(સ્થિતિસ્થાપક તરંગોની ઊર્જા)નો ક્વૉન્ટમ છે.
સામાન્ય રીતે ધ્વનિને તરંગ-વિક્ષોભ (wave disturbance) તરીકે જોવામાં આવે છે. ધ્વનિ-તરંગના પ્રસરણ માટે વાયુ, પ્રવાહી કે ઘન પદાર્થ, જેવું માધ્યમ અનિવાર્ય છે. ફોનૉન એ ધ્વનિ-તરંગોનું પૅકેટ છે. તે દળવિહીન કણની જેમ વર્તે છે. તે hu જેટલી ઊર્જા ધરાવે છે અને h/l વેગમાન ધરાવે છે. અહીં h, પ્લાંકનો અચળાંક; ν, દોલનની આવૃત્તિ અને λ, તરંગલંબાઈ છે. ફોનૉનની ઊર્જા E = hν હોય છે. પણ આવૃત્તિ ν = V/λ છે; જ્યાં ν-ધ્વનિ-તરંગનો વેગ છે.
આથી ફોનૉનની ઊર્જા અને વેગમાન થાય છે.
ફોનૉનની આ કણપ્રકૃતિ માત્ર પારમાણ્વિક સ્તરે મહત્ત્વની છે, કારણ કે h અને hυ બંનેનું મૂલ્ય ઘણું ઓછું હોય છે.
વાતચીત દરમિયાન જે ધ્વનિ પેદા થાય છે તેના સંદર્ભમાં ફોનૉનનું કશું જ મહત્વ નથી.
ઘન પદાર્થની ઉષ્મા-ક્ષમતા (heat-capacity) સમજવા માટે ફોનૉન વાયુના ખ્યાલનો ઉપયોગ થાય છે. તે માટે ફોનૉનનું મહત્વ છે. ઘન પદાર્થમાં ફોનૉન સરેરાશ મુક્ત પથ (mean free path) ધરાવે છે. એ ફોનૉન અને બીજા ફોનૉન વચ્ચે થતી આંતરક્રિયા તથા અશુદ્ધિ પરમાણુઓ સાથેની આંતરક્રિયાને લીધે તે સરેરાશ મુક્ત પથ ધરાવે છે. ઉષ્માના અવાહક પદાર્થમાં ઉષ્માનું પ્રસરણ ફોનૉન દ્વારા થાય છે અને ઉષ્માવાહકતા(conductivity)નું મૂલ્ય ફોનૉનના સરેરાશ મુક્ત પથને આધારે નક્કી થાય છે. અતિવાહકતા (superconductivity) ધરાવી શકે તેવા ઘન પદાર્થો માટે ઇલેક્ટ્રૉન-ફોનૉન આંતરક્રિયા મહત્વની છે.
આનંદ પ્ર. પટેલ