Rozdiel medzi fotónom a kvantom

kľúčový rozdiel medzi fotónom a kvantom to je fotón je elementárna častica, zatiaľ čo kvantové je mierou množstva.

Fotón je elementárna častica, zatiaľ čo kvantové množstvo je diskrétny balík s energiou uloženou v ňom. Fotón a kvant sú dva veľmi dôležité pojmy v modernej fyzike. Okrem toho sú tieto pojmy široko užitočné v takých oblastiach, ako je kvantová fyzika, kvantová chémia, elektromagnetická teória, optika, časticová fyzika atď. Tieto pojmy sú dôležité aj v mnohých aplikáciách v reálnom svete, ako sú LASER, mikroskopia s vysokým rozlíšením, merania molekulárnej vzdialenosti, kvantová kryptografia a fotochémia.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je Photon 
3. Čo je Quantum 
4. Porovnanie vedľa seba - Photon vs Quantum v tabuľkovej forme
5. Zhrnutie

Čo je Photon?

Fotón je elementárna častica, ktorá nemá subštruktúru. Elementárne častice sú stavebnými kameňmi vesmíru; všetky ostatné častice sú vyrobené z týchto častíc. Fotóny patria do kategórie elementárnych bozónov. Albert Einstein je otcom moderného konceptu fotónov. Tento koncept použil na vysvetlenie experimentálnych pozorovaní, ktoré sa nezhodovali s klasickým vlnovým modelom svetla.

Fotón je častica s nulovou pokojovou hmotnosťou, ale má relativistickú hmotnosť. Taktiež nemá elektrický náboj. Okrem toho sa v priestore samovoľne nerozpadá. Navyše sa pohybuje rýchlosťou svetla v priestore. Energiu fotónu nájdeme pomocou E = hf, kde E je energia, f je frekvencia fotónu a h je Plankova konštanta. Môžeme tiež dať túto rovnicu v tvare E = hc / λ, kde rýchlosť svetla je ca λ je vlnová dĺžka.

Obrázok 01: Keď sa elektrón pohybuje z vysokej úrovne energie na nízku úroveň energie, je emitovaný fotón (má energiu hv)

Ďalej, fotóny, rovnako ako všetky ostatné kvantové objekty, vykazujú vlastnosti podobné vlnám a časticiam. A táto povaha duálnych vlnových častíc je koncept, ktorý nazývame dualita vlnových častíc fotónu. Fotóny sú emitované v mnohých prírodných procesoch; napríklad pri zrýchľovaní náboja, počas molekulárneho, atómového alebo jadrového prechodu na nižšiu úroveň a keď je častica a jej zodpovedajúca antičastica zničená.

Čo je Quantum?

Termín quantum pochádza z latinského „quantus“, čo znamená „koľko“. Kvant je „diskrétny paket“ s energiou uloženou v ňom. Energia hmoty nie je nepretržitá. To znamená, že nie je možný prenos akéhokoľvek množstva energie. Vedci zistili, že energia je kvantovaná a prenáša sa v diskrétnych jednotkách (alebo baleniach) s veľkosťou hf. Každý z balíkov energie nazývame „kvantový“.

Obrázok 02: Vlnový paket predstavuje kvantovú časticu 

Napríklad fotón je jediné množstvo svetla. Množné číslo kvantum je quanta. Max Plank objavil koncept kvantovania. Tento koncept použil na vysvetlenie vyžarovania žiarenia z vyhrievaných predmetov; toto žiarenie nazývame čiernym telom.

Aký je rozdiel medzi fotónom a kvantom?

Fotón je najmenšie diskrétne množstvo alebo kvantum elektromagnetického žiarenia, zatiaľ čo kvantové množstvo je diskrétne množstvo energie úmerné veľkosti frekvencie žiarenia, ktoré predstavuje. Kľúčový rozdiel medzi fotónom a kvantom je preto v tom, že fotón je elementárna častica, zatiaľ čo kvantum je mierou množstva.

Okrem toho je ďalším významným rozdielom medzi fotónom a kvantom to, že fotón je dôležitý ako kvantum elektromagnetického žiarenia, zatiaľ čo kvantum je dôležité na meranie množstva v subatomárnej stupnici..

Zhrnutie - Photon vs Quantum

Môžeme kvantum opísať ako mieru množstva, ale fotón nie je o miere množstva. Fotón môžeme v skutočnosti opísať ako kvantum energie. Kľúčový rozdiel medzi fotónom a kvantom je preto v tom, že fotón je elementárna častica, zatiaľ čo kvantum je mierou množstva.

referencie:

1. Jones, Andrew Zimmerman. "Čo je to fotón vo fyzike?" ThoughtCo, 3. september 2018, k dispozícii tu.

S láskavým dovolením:

1. „AtomicLineSpEm“ (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia
2. „Wavelet“ Autor: Thierry Dugnolle - Vlastné dielo (CC BY-SA 3.0) cez Commons Wikimedia