Różnica między fotonem i elektronem

The kluczowa różnica między fotonem i elektronem jest to foton jest pakietem energii, podczas gdy elektron jest masą. 

Elektron jest cząstką subatomową, która odgrywa istotną rolę w prawie wszystkim. Foton jest konceptualnym pakietem energii, który jest bardzo ważny w mechanice kwantowej. Elektron i foton to dwie koncepcje, które rozwinęły się znacznie wraz z rozwojem mechaniki kwantowej. Niezbędne jest właściwe zrozumienie tych pojęć, właściwe zrozumienie dziedziny mechaniki kwantowej, mechaniki klasycznej i dziedzin pokrewnych.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest Photon
3. Co to jest elektron
4. Porównanie obok siebie - Foton vs elektron w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest Photon?

Photon to temat, który omawiamy w mechanice fal. W teorii kwantowej możemy zaobserwować, że fale mają również właściwości cząstek. Foton jest cząsteczką fali. Jest to stała ilość energii zależna tylko od częstotliwości fali. Możemy podać energię fotonu za pomocą równania E = hf, gdzie mi jest energią fotonu, h jest stałą deski, a fa to częstotliwość fali.

Rysunek 01: Ruch fotonu jako promieniowanie elektromagnetyczne

Możemy uznać fotony za pakiety energii. Wraz z rozwojem względności naukowcy odkryli, że fale również mają masę. Jest tak, ponieważ fale zachowują się jak cząsteczki podczas interakcji z materią. Pozostała masa fotonu wynosi jednak zero. Kiedy foton porusza się z prędkością światła, ma relatywistyczną masę wynoszącą E / C²⁾, gdzie mi jest energią fotonu i do to prędkość światła w próżni.

Co to jest elektron?

Atom składa się z jądra, które ma ładunek dodatni, i zawiera prawie całą masę i elektrony krążące wokół jądra. Te elektrony mają ładunek ujemny i zawierają bardzo małą masę w porównaniu do jądra. Elektron ma masę spoczynkową 9,11 x 10^-31 kilogramy.

Elektron należy do fermionów z rodziny cząstek subatomowych. Ponadto mają wartości pół-całkowite jako spin. Spin jest właściwością opisującą moment pędu elektronu. Klasyczna teoria elektronu opisywała elektron jako cząsteczkę krążącą wokół jądra. Jednak wraz z rozwojem mechaniki kwantowej widzimy, że elektron może również zachowywać się jak fala.

Rycina 02: Elektron (na czerwono) i jądro atomowe (na niebiesko) w atomie wodoru

Ponadto elektron ma określone poziomy energii. Teraz możemy zdefiniować orbitę elektronu jako funkcję prawdopodobieństwa znalezienia elektronu wokół jądra. Naukowcy dochodzą do wniosku, że elektron zachowuje się zarówno jako fala, jak i cząstka. Gdy weźmiemy pod uwagę podróżujący elektron, niektóre właściwości fali stają się bardziej widoczne niż właściwości cząstek. Kiedy weźmiemy pod uwagę interakcje, właściwości cząstek są bardziej widoczne niż właściwości fali. Elektron ma ładunek - 1,602 x 10^-19 C. Jest to najmniejsza opłata, jaką może uzyskać system. Ponadto wszystkie pozostałe ładunki są zwielokrotnieniem ładunku jednostkowego elektronu.

Jaka jest różnica między fotonem a elektronem?

Foton jest rodzajem cząstki elementarnej, która działa jako nośnik energii, ale elektron jest cząstką subatomową, która występuje we wszystkich atomach. Kluczową różnicą między fotonem i elektronem jest to, że foton jest pakietem energii, podczas gdy elektron jest masą. Ponadto foton nie ma masy spoczynkowej, ale elektron ma masę spoczynkową. Jako kolejna znacząca różnica między fotonem i elektronem, foton może poruszać się z prędkością światła, ale dla elektronu teoretycznie niemożliwe jest uzyskanie prędkości światła.

Ponadto kolejna różnica między fotonem i elektronem polega na tym, że foton wykazuje więcej właściwości fal, podczas gdy elektron wykazuje więcej właściwości cząstek. Poniżej znajduje się infografika na temat różnicy między fotonem i elektronem.

Podsumowanie - Photon vs Electron

Foton jest cząstką elementarną i możemy go opisać jako pakiet energii, podczas gdy elektron jest cząstką subatomową o masie. Dlatego możemy powiedzieć, że kluczową różnicą między fotonem i elektronem jest to, że foton jest pakietem energii, podczas gdy elektron jest masą.

Odniesienie:

1. Jones, Andrew Zimmerman. „Czym jest foton w fizyce?” ThoughtCo, 3 września 2018. Dostępne tutaj  
2. Britannica, The Editors of Encyclopaedia. "Foton." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 7 lutego 2018 r. Dostępne tutaj 

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „The Photon” Autor Illusterati (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia  
2. ”2750576” autor: sjeiti (CC0) przez pixabay