Razlika med fotonom in kvantom

The ključna razlika med fotonom in kvantom je to foton je osnovni delček, medtem ko je kvant merilo količine.

Foton je osnovni delček, kvant pa diskretni paket z energijo, ki je shranjena v njem. Foton in kvant sta dva zelo pomembna pojma v sodobni fiziki. Poleg tega so ti koncepti široko uporabni na področjih, kot so kvantna fizika, kvantna kemija, elektromagnetna teorija, optika, fizika delcev itd. Ti koncepti so pomembni tudi v številnih aplikacijah v resničnem svetu, kot so LASER, mikroskopija z visoko ločljivostjo, meritve molekul razdalje, kvantne kriptografije in fotokemije.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je Photon 
3. Kaj je kvant 
4. Primerjava ob strani - Photon vs Quantum v tabeli
5. Povzetek

Kaj je Photon?

Foton je osnovni delček, ki nima podkonstrukcije. Elementarni delci so gradniki vesolja; vsi drugi delci so narejeni iz teh delcev. Fotoni spadajo v kategorijo elementarnih bozonov. Albert Einstein je oče modernega koncepta fotonov. Ta koncept je uporabil za razlago eksperimentalnih opazovanj, ki se niso ujemala s klasičnim valovnim modelom svetlobe.

Foton je delec z ničelno počivalno maso, vendar ima relativistično maso. Prav tako nima električnega naboja. Poleg tega v prostoru ne propade spontano. Poleg tega se giblje s svetlobno hitrostjo v vesolju. Energijo fotona lahko najdemo po E = hf, kjer je E energija, f je frekvenca fotona in h je Plankova konstanta. To enačbo lahko damo tudi v obliki E = hc / λ, kjer je hitrost svetlobe c in λ valovna dolžina.

Slika 01: Ko se elektron premakne z visoke ravni energije na nizko raven energije, se odda foton (ima hv energijo)

Poleg tega fotoni, tako kot vsi drugi kvantni predmeti, kažejo valovne lastnosti in lastnosti, podobne delcem. In ta narava dvojnih valovnih delcev je koncept, ki mu rečemo dvojnost valovnih delcev fotona. Fotoni se oddajajo v mnogih naravnih procesih; na primer pri pospeševanju naboja, med molekularnim, atomskim ali jedrskim prehodom na nižjo raven in ko je delec in njegov ustrezni antidelec v uničenju.

Kaj je kvant?

Izraz kvant izvira iz latinskega "kvant", kar pomeni "koliko". Kvant je "diskretni paket" z energijo, ki je shranjena v njem. Energija materije ni neprekinjena. To pomeni, da prenos katere koli količine energije ni mogoč. Znanstveniki so odkrili, da je energija kvantizirana in se prenaša v diskretne enote (ali pakete) velikosti hf. Vsak od paketov energije imenujemo "kvant".

Slika 02: Paket valov predstavlja kvantni delček 

Na primer, foton je en sam kvant svetlobe. Množina kvantov je kvant. Max Plank je odkril koncept kvantizacije. Ta koncept je uporabil za razlago emisije sevanja iz segretih predmetov; temu pravimo sevanje črnega telesa.

Kakšna je razlika med fotonom in kvantom?

Foton je najmanjša diskretna količina ali kvant elektromagnetnega sevanja, medtem ko je kvant diskretna količina energije, sorazmerna z velikostjo frekvence sevanja, ki ga predstavlja. Ključna razlika med fotonom in kvantom je torej v tem, da je foton osnovni delček, medtem ko je kvant merilo količine.

Poleg tega je še ena pomembna razlika med fotonom in kvantom ta, da je foton pomemben kot kvant elektromagnetnega sevanja, medtem ko je kvant pomemben za merjenje količine na subatomskem merilu.

Povzetek - Photon vs Quantum

Kvant lahko opišemo kot merilo količine, vendar foton ne gre za merilo količine. Pravzaprav lahko foton opišemo kot kvant energije. Ključna razlika med fotonom in kvantom je torej v tem, da je foton osnovni delček, medtem ko je kvant merilo količine.

Referenca:

1. Jones, Andrew Zimmerman. "Kaj je foton v fiziki?" ThoughtCo, 3. septembra 2018, na voljo tukaj.

Vljudnost slik:

1. »AtomicLineSpEm« (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia
2. "Wavelet" avtorja Thierry Dugnolle - lastno delo (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia