固体声子气(solid phonon gas),理学-物理学-统计物理学-理想量子体系,描述固体系统振动及能量引入的由声子组成的理想气体的概念。苏联物理学家I.Ye.塔姆于1932年首次引入声子的概念来描述固体的晶格振动。固体中的原子或分子具有周期性点阵结构,原子都在平衡位置附近做微振动。原子之间存在强相互作用,所以各原子的振动不是彼此独立的。如果固体中有个原子,每个原子有个自由度,固体的总自由度为,则固体中存在个强耦合的微振动。固体中原子之间的相互作用力可以很好近似为弹性力,所以原子的振动以弹性波的形式在晶体中传播。当原子振动的振幅与原子间距的比值很小时,原子振动的势能可以表示为:式中为偏离平衡位置的位移。如果将原子的振动近似为简谐振动,即在势能展开式中只取到的二次方项,简谐力常数矩阵是对称的,这样可以将个强耦合的微振动变换为个近独立的简正振动。对每一个简正振动,由薛定谔方程可得到量子化的能级:式中为频率;为能量单位,而声子就是这种量子谐振子的能量量子。一个具有一定波矢和偏振的简正振动,当其量子数为时,从粒子的角度看,就相当于个具有相应准动量和偏振的声子。