Razlika med fotonom in elektronom

The ključna razlika med fotonom in elektronom je to foton je paket energije, medtem ko je elektron masa. 

Elektroni so subatomski delci, ki igrajo življenjsko vlogo pri skoraj vsem. Foton je konceptualni paket energije, ki je zelo pomemben v kvantni mehaniki. Elektron in foton sta dva koncepta, ki sta se z razvojem kvantne mehanike zelo razvila. Ključnega pomena je pravilno razumevanje teh konceptov, pravilno razumevanje področja kvantne mehanike, klasične mehanike in sorodnih področij.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je Photon
3. Kaj je elektron
4. Primerjava ob strani - Photon proti Electronu v tabeli
5. Povzetek

Kaj je Photon?

Photon je tema, o kateri razpravljamo v valovni mehaniki. V kvantni teoriji lahko opazimo, da imajo valovi tudi lastnosti delcev. Foton je delček vala. Gre za fiksno količino energije, ki je odvisna samo od frekvence valovanja. Energijo fotona lahko damo po enačbi E = hf, kje E je energija fotona, h je Plankova konstanta in f je frekvenca valovanja.

Slika 01: Gibanje fotona kot elektromagnetno sevanje

Fotone lahko obravnavamo kot pakete energije. Znanstveniki so z razvojem relativnosti odkrili, da imajo valovi tudi maso. To je zato, ker se valovi obnašajo kot delci pri interakcijah s materijo. Vendar je preostala masa fotona enaka nič. Ko se foton giblje s svetlobno hitrostjo, ima relativistično maso E / C², kje E je energija fotona in C je hitrost svetlobe v vakuumu.

Kaj je elektron?

Atom je sestavljen iz jedra, ki ima pozitiven naboj in vsebuje skoraj vso maso in elektrone, ki krožijo okoli jedra. Ti elektroni imajo negativen naboj in vsebujejo zelo majhno količino mase v primerjavi z jedrom. Elektrona ima maso počitka 9,11 x 10^-31 kilogramov.

Elektroni spadajo v fermione družine delcev subatomskih delcev. Poleg tega imajo polovične vrednosti kot spin. Spin je lastnost, ki opisuje kotni zagon elektrona. Klasična teorija elektrona je opisala elektron kot delček, ki kroži okoli jedra. Vendar lahko z razvojem kvantne mehanike vidimo, da se tudi elektron lahko obnaša kot val.

Slika 02: Elektroni (v rdeči barvi) in atomsko jedro (v modri barvi) v vodikovem atomu

Poleg tega ima elektron določene ravni energije. Zdaj lahko določimo orbito elektrone kot verjetnostno funkcijo iskanja elektrona okoli jedra. Znanstveniki sklepajo, da se elektron obnaša kot val in kot delček. Ko upoštevamo potujoči elektron, nekatere lastnosti valov postanejo vidnejše od lastnosti delcev. Ko upoštevamo interakcije, so lastnosti delcev izrazitejše kot lastnosti valov. Elektrona ima naboj - 1.602 x 10^-19 C. To je najmanjša količina polnjenja, ki jo lahko vsak sistem pridobi. Poleg tega so vsi drugi naboji množitve naboja elektrona.

Kakšna je razlika med fotonom in elektronom?

Foton je vrsta osnovnega delca, ki deluje kot nosilec energije, vendar je elektron subatomski delec, ki se pojavlja v vseh atomih. Ključna razlika fotona in elektrona je v tem, da je foton paket energije, medtem ko je elektron masa. Poleg tega foton nima mase počitka, ampak ima elektron počivalno maso. Kot še ena pomembna razlika med fotonom in elektronom lahko foton gre s svetlobno hitrostjo, toda za elektron je teoretično nemogoče doseči hitrost svetlobe.

Poleg tega je dodatna razlika med fotonom in elektronom v tem, da foton pokaže več lastnosti valov, medtem ko ima elektron več lastnosti delcev. Spodaj je infografika o razliki med fotonom in elektronom.

Povzetek - Photon vs Electron

Foton je osnovni delec in lahko ga opišemo kot paket energije, medtem ko je elektron subatomski delec, ki ima maso. Zato lahko rečemo, da je ključna razlika med fotonom in elektronom ta, da je foton paket energije, medtem ko je elektron masa.

Referenca:

1. Jones, Andrew Zimmerman. "Kaj je foton v fiziki?" ThoughtCo, 3. septembra 2018. Na voljo tukaj  
2. Britannica, uredniki enciklopedije. "Photon." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 7. februarja 2018. Na voljo tukaj 

Vljudnost slik:

1. “The Photon” avtorja Illusterati (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia  
2. "2750576" avtor sjeiti (CC0) prek pixabay