Ключовата разлика между фотона и електрона е, че фотонът е пакет от енергия, докато електронът е маса.
Електронът е субатомна частица, която играе жизненоважна роля в почти всичко. Фотонът е концептуален пакет от енергия, който е много важен в квантовата механика. Електронът и фотонът са две концепции, които се развиха значително с развитието на квантовата механика. От жизненоважно значение е да имате правилно разбиране на тези концепции, за да разберете правилно областта на квантовата механика, класическата механика и свързаните с тях области.
Какво е Photon?
Фотонът е тема, която обсъждаме във вълновата механика. В квантовата теория можем да забележим, че вълните също имат свойства на частиците. Фотонът е частицата на вълната. Това е фиксирано количество енергия, което зависи само от честотата на вълната. Можем да дадем енергията на фотона чрез уравнението E=hf, където E е енергията на фотона, h е константата на Планк и f е честотата на вълната.
Фигура 01: Движение на фотон като електромагнитно излъчване
Можем да разглеждаме фотоните като пакети от енергия. С развитието на теорията на относителността учените откриха, че вълните също имат маса. Това е така, защото вълните се държат като частици при взаимодействие с материята. Масата на покой на фотона обаче е нула. Когато фотон се движи със скоростта на светлината, той има релативистична маса E/C2, където E е енергията на фотона, а C е скоростта на светлината във вакуум.
Какво е Electron?
Атомът се състои от ядро, което има положителен заряд и съдържа почти цялата маса и електрони, обикалящи около ядрото. Тези електрони имат отрицателен заряд и съдържат много малко количество маса в сравнение с ядрото. Един електрон има маса на покой от 9,11 x 10-31 килограма.
Електронът попада в семейството фермиони на субатомните частици. Освен това те имат полуцели стойности като спин. Спинът е свойство, описващо ъгловия импулс на електрона. Класическата теория за електрона описва електрона като частица, обикаляща около ядрото. Въпреки това, с развитието на квантовата механика, можем да видим, че електронът също може да се държи като вълна.
Фигура 02: Електрон (в червено) и атомно ядро (в синьо) във водороден атом
Освен това, електронът има специфични енергийни нива. Сега можем да дефинираме орбитата на електрона като вероятностната функция за намиране на електрона около ядрото. Учените заключават, че електронът се държи и като вълна, и като частица. Когато разглеждаме пътуващ електрон, някои от вълновите свойства стават по-видни от свойствата на частиците. Когато разглеждаме взаимодействията, свойствата на частиците са по-видни от вълновите свойства. Електронът има заряд – 1,602 x 10-19 C. Това е най-малкото количество заряд, което всяка система може да получи. Освен това всички други заряди са умножения на единичния заряд на електрона.
Каква е разликата между фотон и електрон?
Фотонът е вид елементарна частица, която действа като носител на енергия, но електронът е субатомна частица, която се среща във всички атоми. Ключовата разлика между фотона и електрона е, че фотонът е пакет от енергия, докато електронът е маса. Освен това фотонът няма маса на покой, но електронът има маса на покой. Като друга съществена разлика между фотон и електрон, фотонът може да се движи със скоростта на светлината, но за един електрон е теоретично невъзможно да се постигне скоростта на светлината.
Освен това, допълнителна разлика между фотон и електрон е, че фотонът показва повече вълнови свойства, докато електронът показва повече свойства на частици. По-долу има инфографика за разликата между фотон и електрон.
Резюме – Фотон срещу Електрон
Фотонът е елементарна частица и можем да го опишем като пакет от енергия, докато електронът е субатомна частица с маса. Следователно можем да кажем, че ключовата разлика между фотона и електрона е, че фотонът е пакет от енергия, докато електронът е маса.
