Memahami Kesan Anharmonik dalam Molekul dan Kristal

Anharmonik merujuk kepada fakta bahawa tenaga potensi molekul atau kristal tidak mempunyai bentuk harmonik yang mudah. Dalam erti kata lain, tenaga potensi sistem tidak boleh diterangkan oleh satu model pengayun ringkas. Sebaliknya, tenaga berpotensi mempunyai bentuk yang lebih kompleks, bukan linear yang bergantung pada butiran khusus sistem yang sedang dikaji.

Kesan anharmonik boleh timbul daripada pelbagai sumber, termasuk:

1. Interaksi bukan linear antara atom atau molekul: Apabila interaksi antara atom atau molekul tidak linear (iaitu, ia tidak berkadar dengan daya yang dikenakan), tenaga potensi sistem akan menjadi anharmonik.
2. Kesan medan kristal: Dalam bahan kristal, daya elektrostatik antara ion boleh membawa kepada kesan anharmonik dalam tenaga potensi sistem.
3. Kesan terowong: Dalam sistem di mana terowong adalah penting (cth., dalam tindak balas kimia), kesan anharmonik boleh timbul daripada sifat mekanikal kuantum proses terowong.
4. Turun naik kuantum: Pada suhu rendah, turun naik kuantum boleh menjadi ketara dan membawa kepada kesan anharmonik dalam tenaga potensi sesuatu sistem.

Kesan anharmonik boleh membawa kesan penting untuk kelakuan molekul dan kristal. Sebagai contoh, ia boleh membawa kepada sifat optik bukan linear, seperti penjanaan harmonik kedua, dan juga boleh menjejaskan hubungan penyebaran fonon dan kekonduksian terma bahan kristal.