声子色散

拨一根粗吉他弦，它哼出低音；拨一根又细又紧的，它唱出高音。在晶体里，也有一条把振动的音高和它的尺寸联系起来的类似规则——而把这条规则铺成一条曲线，正是我们说的声子色散：振动的频率如何依赖于它的波长。

晶格每一种可能的振动都有一个波长（摇摆之波相邻波峰相隔多远）和一个频率（每个原子抖得多快）。色散就是把二者配对起来的总图，通常画成频率在允许波长的范围内起起落落。声学支那些又长又柔的波处在低频，以声速行进；随着波变短，曲线弯折、变平，而对于每个原胞不止一个原子的晶体，会另外冒出一支高悬的光学支。整幅图像都安放在一个叫布里渊区的、波长的基本窗口之内。

声子色散之所以重要，是因为一旦你掌握了它，就几乎能从中读出固体一切与热有关的事——它如何储热、声音以多快穿过它、它的键有多硬。微妙之处在于，这条曲线并不是一条直线：短波长的振动比长波长的走得慢，所以一个由多种波长组成的尖锐脉冲，会在前进途中铺散开来、变得模糊，而这恰恰就是「色散」一词所指的。