Ключовата разлика между фотона и кванта е, че фотонът е елементарна частица, докато квантът е мярка за количество.
Фотонът е елементарна частица, докато квантът е дискретен пакет със съхранена в него енергия. Фотонът и квантът са две много важни понятия в съвременната физика. Освен това, тези концепции са широко полезни в области като квантовата физика, квантовата химия, електромагнитната теория, оптиката, физиката на елементарните частици и т.н. разстояния, квантова криптография и фотохимия.
Какво е Photon?
Фотонът е елементарна частица, която няма подструктура. Елементарните частици са градивните елементи на Вселената; всички други частици са направени от тези частици. Фотоните принадлежат към категорията на елементарните бозони. Алберт Айнщайн е бащата на съвременната концепция за фотоните. Той използва тази концепция, за да обясни експериментални наблюдения, които не се вписват в класическия вълнов модел на светлината.
Фотонът е частица с нулева маса на покой, но има релативистична маса. Освен това няма електрически заряд. Освен това не се разлага спонтанно в пространството. Освен това се движи със скоростта на светлината в космоса. Можем да намерим енергията на фотон чрез E=hf, където E е енергия, f е честотата на фотона и h е константата на Планк. Можем също да дадем това уравнение във формата E=hc/λ, където скоростта на светлината е c, а λ е дължина на вълната.
Фигура 01: Когато един електрон се премести от високо енергийно ниво към ниско енергийно ниво, се излъчва фотон (има hv енергия)
Освен това, фотоните, подобно на всички други квантови обекти, проявяват свойства, подобни на вълни и частици. И тази двойна природа вълна-частица е концепцията, която наричаме двойственост вълна-частица на фотон. Фотоните се излъчват в много естествени процеси; например при ускоряване на заряд, по време на молекулен, атомен или ядрен преход към по-ниско ниво и когато частица и съответната й античастица са в анихилация.
Какво е Quantum?
Терминът квант идва от латинското „quantus“, което означава „колко“. Квантът е „дискретен пакет“със съхранена в него енергия. Енергията на материята не е непрекъсната. Това означава, че преносът на каквото и да е количество енергия не е възможен. Учените откриха, че енергията се квантува и се пренася в отделни единици (или пакети) с размер hf. Ние наричаме всеки от пакетите енергия „квант“.
Фигура 02: Вълнов пакет представлява квантова частица
Например фотонът е единичен квант светлина. Множественото число на кванта е кванти. Макс Планк открива концепцията за квантуване. Той използва тази концепция, за да обясни излъчването на радиация от нагрети предмети; наричаме това излъчване на черно тяло.
Каква е разликата между фотон и квант?
Фотонът е най-малкото дискретно количество или квант електромагнитно излъчване, докато квантът е дискретно количество енергия, пропорционално по големина на честотата на излъчването, което представлява. Следователно ключовата разлика между фотона и кванта е, че фотонът е елементарна частица, докато квантът е мярка за количество.
Освен това, друга съществена разлика между фотона и кванта е, че фотонът е важен като квант на електромагнитното излъчване, докато квантът е важен за измерване на количество в субатомен мащаб.
Обобщение – Фотон срещу Квант
Можем да опишем кванта като мярка за количество, но фотонът не е мярка за количество. Всъщност можем да опишем фотона като квант енергия. Следователно ключовата разлика между фотона и кванта е, че фотонът е елементарна частица, докато квантът е мярка за количество.
