Rozdíl mezi fotonem a kvantem

klíčový rozdíl mezi fotonem a kvantem je to foton je elementární částice, zatímco kvantum je měřítkem kvantity.

Foton je elementární částice, zatímco kvantové je diskrétní balíček s energií uloženou v něm. Foton a kvant jsou dva velmi důležité pojmy moderní fyziky. Kromě toho jsou tyto koncepce široce užitečné v oborech, jako je kvantová fyzika, kvantová chemie, elektromagnetická teorie, optika, fyzika částic atd. Tyto koncepty jsou také důležité v mnoha aplikacích v reálném světě, jako jsou LASER, mikroskopie s vysokým rozlišením, měření molekulární vzdálenosti, kvantová kryptografie a fotochemie.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je Photon 
3. Co je Quantum 
4. Srovnání bok po boku - Photon vs Quantum v tabulkové formě
5. Shrnutí

Co je Photon?

Foton je elementární částice, která nemá podstrukturu. Elementární částice jsou stavebními kameny vesmíru; všechny ostatní částice jsou vyrobeny z těchto částic. Fotony patří do kategorie elementárních bosonů. Albert Einstein je otcem moderního pojetí fotonů. Tento koncept použil k vysvětlení experimentálních pozorování, která se nehodila s klasickým vlnovým modelem světla.

Foton je částice s nulovou klidovou hmotou, ale má relativistickou hmotnost. Rovněž nemá elektrický náboj. Kromě toho se v prostoru spontánně nerozkládá. Navíc se pohybuje rychlostí světla v prostoru. Energii fotonu můžeme najít pomocí E = hf, kde E je energie, f je frekvence fotonu a h je Plankova konstanta. Můžeme také dát tuto rovnici ve tvaru E = hc / λ, kde je rychlost světla c a λ je vlnová délka.

Obrázek 01: Když se elektron pohybuje z vysoké energetické úrovně na nízkou energetickou hladinu, je uvolněn foton (má energii hv)

Navíc fotony, stejně jako všechny ostatní kvantové objekty, vykazují vlastnosti podobné vlnám a částicím. A tato duální povaha dvojitých vln je koncept, který nazýváme dualitou vlnových částic fotonu. Fotony jsou emitovány v mnoha přírodních procesech; například při zrychlování náboje, během molekulárního, atomového nebo jaderného přechodu na nižší úroveň a když je částice a její odpovídající antičástice v ničení.

Co je Quantum?

Termín quantum pochází z latinského „quantus“, což znamená „kolik“. Kvant je „diskrétní paket“ s energií uloženou v něm. Energie hmoty není spojitá. To znamená, že přenos jakéhokoli množství energie není možný. Vědci zjistili, že energie je kvantována a přenáší se v diskrétních jednotkách (nebo paketech) o velikosti hf. Každý z paketů energie nazýváme „kvantem“.

Obrázek 02: Vlnový paket představuje kvantovou částici 

Například, foton je jediné kvantum světla. Množné číslo kvantum je quanta. Max Plank objevil koncept kvantizace. Tento koncept použil k vysvětlení emise záření z vyhřívaných předmětů; nazýváme toto záření černého těla.

Jaký je rozdíl mezi fotonem a kvantem?

Photon je nejmenší diskrétní množství nebo kvantum elektromagnetického záření, zatímco kvantum je diskrétní množství energie úměrné velikosti frekvence záření, které představuje. Klíčovým rozdílem mezi fotonem a kvantem je proto, že foton je elementární částice, zatímco kvantum je měřítkem kvantity.

Navíc, další významný rozdíl mezi fotonem a kvantem je v tom, že foton je důležitý jako kvantum elektromagnetického záření, zatímco kvantum je důležité pro měření kvantity v subatomické stupnici.

Shrnutí - Photon vs Quantum

Můžeme popsat kvantum jako měřítko kvantity, ale foton není o míře kvantity. Ve skutečnosti můžeme foton označit jako kvantum energie. Klíčovým rozdílem mezi fotonem a kvantem je proto, že foton je elementární částice, zatímco kvantum je míra kvantity.

Odkaz:

1. Jones, Andrew Zimmerman. "Co je to foton ve fyzice?" ThoughtCo, 3. září 2018, k dispozici zde.

Obrázek se svolením:

1. „AtomicLineSpEm“ (CC BY-SA 3.0) přes Commons Wikimedia
2. „Wavelet“ od Thierry Dugnolle - vlastní práce (CC BY-SA 3.0) přes Commons Wikimedia