Ключевое различие между фотоном и электроном заключается в том, что фотон представляет собой пакет энергии, а электрон представляет собой массу.
Электрон - это субатомная частица, которая играет жизненно важную роль практически во всем. Фотон - это концептуальный пакет энергии, что очень важно в квантовой механике. Электрон и фотон - две концепции, которые сильно развились с развитием квантовой механики. Очень важно иметь правильное понимание этих концепций, чтобы правильно понимать области квантовой механики, классической механики и смежных областей.
Что такое Фотон?
Фотон - это тема, которую мы обсуждаем в волновой механике. В квантовой теории мы можем наблюдать, что волны также обладают свойствами частиц. Фотон - частица волны. Это фиксированное количество энергии, зависящее только от частоты волны. Мы можем определить энергию фотона уравнением E=hf, где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, а f - частота волны.
Рисунок 01: Движение фотона в виде электромагнитного излучения
Мы можем рассматривать фотоны как пакеты энергии. С развитием теории относительности ученые обнаружили, что волны тоже имеют массу. Это потому, что волны ведут себя как частицы при взаимодействии с материей. Однако масса покоя фотона равна нулю. Когда фотон движется со скоростью света, его релятивистская масса равна E/C2, где E - энергия фотона, а C - скорость света в вакууме.
Что такое Электрон?
Атом состоит из ядра, имеющего положительный заряд, и содержит почти всю массу и электроны, вращающиеся вокруг ядра. Эти электроны имеют отрицательный заряд и обладают очень малой массой по сравнению с ядром. Электрон имеет массу покоя 9,11 x 10-31 килограмм.
Электрон попадает в фермионы семейства субатомных частиц. Более того, они имеют полуцелые значения в качестве спина. Спин - это свойство, описывающее угловой момент электрона. Классическая теория электрона описывала электрон как частицу, вращающуюся вокруг ядра. Однако с развитием квантовой механики мы видим, что электрон тоже может вести себя как волна.
Рисунок 02: Электрон (красный) и атомное ядро (синий) в атоме водорода
Кроме того, электрон имеет определенные энергетические уровни. Теперь мы можем определить орбиту электрона как функцию вероятности нахождения электрона вокруг ядра. Ученые пришли к выводу, что электрон ведет себя и как волна, и как частица. Когда мы рассматриваем путешествующий электрон, некоторые свойства волны становятся более заметными, чем свойства частицы. Когда мы рассматриваем взаимодействия, свойства частиц более заметны, чем свойства волн. Электрон имеет заряд – 1,602 х 10-19 C. Это наименьшее количество заряда, которое может получить любая система. Более того, все остальные заряды являются произведением единичного заряда электрона.
В чем разница между фотоном и электроном?
Фотон - это тип элементарной частицы, которая действует как носитель энергии, а электрон - это субатомная частица, которая встречается во всех атомах. Ключевое различие между фотоном и электроном заключается в том, что фотон представляет собой пакет энергии, а электрон представляет собой массу. Более того, у фотона нет массы покоя, а у электрона есть масса покоя. Еще одно существенное различие между фотоном и электроном заключается в том, что фотон может двигаться со скоростью света, но для электрона теоретически невозможно получить скорость света.
Более того, еще одно различие между фотоном и электроном заключается в том, что фотон проявляет больше свойств волны, тогда как электрон проявляет больше свойств частицы. Ниже представлена инфографика о разнице между фотоном и электроном.
Резюме – Фотон против Электрона
Фотон - это элементарная частица, и мы можем описать его как пакет энергии, тогда как электрон - это субатомная частица, имеющая массу. Следовательно, мы можем сказать, что ключевое различие между фотоном и электроном заключается в том, что фотон - это пакет энергии, а электрон - масса.
