Pagrindinis skirtumas tarp fotono ir elektrono yra tas, kad fotonas yra energijos paketas, o elektronas yra masė.
Elektronas yra subatominė dalelė, kuri atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį beveik visame kame. Fotonas yra konceptualus energijos paketas, kuris yra labai svarbus kvantinėje mechanikoje. Elektronas ir fotonas yra dvi sąvokos, kurios labai išsivystė tobulėjant kvantinei mechanikai. Labai svarbu tinkamai suprasti šias sąvokas, tinkamai suprasti kvantinės mechanikos, klasikinės mechanikos ir susijusias sritis.
Kas yra fotonas?
Photon yra tema, kurią aptariame bangų mechanikoje. Kvantinėje teorijoje galime pastebėti, kad bangos taip pat turi dalelių savybių. Fotonas yra bangos dalelė. Tai fiksuotas energijos kiekis, priklausantis tik nuo bangos dažnio. Fotono energiją galime pateikti pagal lygtį E=hf, kur E yra fotono energija, h yra Planko konstanta, o f yra bangos dažnis.
01 pav. Fotono judėjimas kaip elektromagnetinė spinduliuotė
Fotonus galime laikyti energijos paketais. Tobulėjant reliatyvumo teorijai, mokslininkai išsiaiškino, kad bangos taip pat turi masę. Taip yra todėl, kad bangos sąveikaudamos su medžiaga elgiasi kaip dalelės. Tačiau likusi fotono masė lygi nuliui. Kai fotonas juda šviesos greičiu, jo reliatyvistinė masė yra E/C2, kur E yra fotono energija, o C yra šviesos greitis vakuume.
Kas yra elektronas?
Atomas susideda iš branduolio, turinčio teigiamą krūvį, ir jame yra beveik visa masė ir aplink branduolį skriejantys elektronai. Šie elektronai turi neigiamą krūvį ir juose yra labai mažai masės, palyginti su branduoliu. Elektrono ramybės masė yra 9,11 x 10-31 kilogramų.
Elektronas patenka į subatominių dalelių šeimos fermionus. Be to, jie turi pusės sveikojo skaičiaus reikšmes kaip sukimąsi. Sukis yra savybė, apibūdinanti elektrono kampinį impulsą. Klasikinė elektronų teorija elektroną apibūdino kaip dalelę, skriejančią aplink branduolį. Tačiau tobulėjant kvantinei mechanikai matome, kad elektronas taip pat gali elgtis kaip banga.
02 pav.: elektronas (raudona spalva) ir atomo branduolys (mėlyna spalva) vandenilio atome
Be to, elektronas turi specifinius energijos lygius. Dabar elektrono orbitą galime apibrėžti kaip elektrono radimo aplink branduolį tikimybės funkciją. Mokslininkai daro išvadą, kad elektronas elgiasi ir kaip banga, ir kaip dalelė. Kai atsižvelgiame į keliaujantį elektroną, kai kurios bangos savybės tampa svarbesnės nei dalelių savybės. Kai atsižvelgiame į sąveiką, dalelių savybės yra ryškesnės nei bangų savybės. Elektrono krūvis – 1,602 x 10-19 C. Tai mažiausia mokesčių suma, kurią gali gauti bet kuri sistema. Be to, visi kiti krūviai yra elektrono vienetinio krūvio dauginimas.
Kuo skiriasi fotonas ir elektronas?
Fotonas yra elementariosios dalelės rūšis, kuri veikia kaip energijos nešėja, tačiau elektronas yra subatominė dalelė, esanti visuose atomuose. Pagrindinis skirtumas tarp fotono ir elektrono yra tas, kad fotonas yra energijos paketas, o elektronas yra masė. Be to, fotonas neturi ramybės masės, o elektronas turi ramybės masę. Kitas svarbus skirtumas tarp fotono ir elektrono yra tai, kad fotonas gali judėti šviesos greičiu, tačiau elektronui teoriškai neįmanoma nustatyti šviesos greičio.
Be to, dar vienas skirtumas tarp fotono ir elektrono yra tas, kad fotonas rodo daugiau bangų savybių, o elektronas – daugiau dalelių savybių. Toliau pateikiama infografija apie skirtumą tarp fotono ir elektrono.
Santrauka – fotonas prieš elektroną
Fotonas yra elementarioji dalelė, kurią galime apibūdinti kaip energijos paketą, o elektronas yra subatominė dalelė, turinti masę. Todėl galime sakyti, kad pagrindinis skirtumas tarp fotono ir elektrono yra tas, kad fotonas yra energijos paketas, o elektronas yra masė.
