Galvenā atšķirība starp fotonu un elektronu ir tāda, ka fotons ir enerģijas pakete, bet elektrons ir masa.
Elektrons ir subatomiska daļiņa, kurai ir būtiska loma gandrīz visās lietās. Fotons ir konceptuāla enerģijas pakete, kas ir ļoti svarīga kvantu mehānikā. Elektrons un fotons ir divi jēdzieni, kas ievērojami attīstījās līdz ar kvantu mehānikas attīstību. Ir ļoti svarīgi pareizi izprast šos jēdzienus, pareizi izprast kvantu mehānikas, klasiskās mehānikas un saistītās jomas.
Kas ir fotons?
Photon ir tēma, ko mēs apspriežam viļņu mehānikā. Kvantu teorijā mēs varam novērot, ka viļņiem ir arī daļiņu īpašības. Fotons ir viļņa daļiņa. Tas ir fiksēts enerģijas daudzums, kas ir atkarīgs tikai no viļņa frekvences. Mēs varam norādīt fotona enerģiju ar vienādojumu E=hf, kur E ir fotona enerģija, h ir Planka konstante un f ir viļņa frekvence.
Attēls 01: Fotona kustība kā elektromagnētiskais starojums
Mēs varam uzskatīt fotonus par enerģijas paketēm. Attīstoties relativitātes teorijai, zinātnieki atklāja, ka viļņiem ir arī masa. Tas ir tāpēc, ka viļņi mijiedarbojas ar vielu kā daļiņas. Tomēr fotona pārējā masa ir nulle. Kad fotons pārvietojas ar gaismas ātrumu, tam ir relativistiskā masa E/C2, kur E ir fotona enerģija un C ir gaismas ātrums vakuumā.
Kas ir Electron?
Atoms sastāv no kodola, kuram ir pozitīvs lādiņš, un tajā ir gandrīz visa masa un elektroni, kas riņķo ap kodolu. Šiem elektroniem ir negatīvs lādiņš, un tie satur ļoti mazu masu, salīdzinot ar kodolu. Elektrona miera masa ir 9,11 x 10-31 kilogrami.
Elektrons iekrīt subatomisko daļiņu ģimenes fermionos. Turklāt tiem ir pusveselas vērtības kā spin. Spins ir īpašība, kas raksturo elektrona leņķisko impulsu. Klasiskā elektronu teorija aprakstīja elektronu kā daļiņu, kas riņķo ap kodolu. Tomēr, attīstoties kvantu mehānikai, mēs varam redzēt, ka elektrons var darboties arī kā vilnis.
Attēls 02: elektrons (sarkanā krāsā) un atoma kodols (zilā krāsā) ūdeņraža atomā
Turklāt elektronam ir specifiski enerģijas līmeņi. Tagad mēs varam definēt elektrona orbītu kā varbūtības funkciju elektrona atrašanai ap kodolu. Zinātnieki secina, ka elektrons uzvedas gan kā vilnis, gan kā daļiņa. Aplūkojot ceļojošo elektronu, dažas viļņu īpašības kļūst svarīgākas nekā daļiņu īpašības. Ja mēs ņemam vērā mijiedarbību, daļiņu īpašības ir pamanāmākas nekā viļņu īpašības. Elektronam ir lādiņš – 1,602 x 10-19 C. Tā ir mazākā maksas summa, ko jebkura sistēma var iegūt. Turklāt visi pārējie lādiņi ir elektrona vienības lādiņa reizinājumi.
Kāda ir atšķirība starp fotonu un elektronu?
Fotons ir elementārdaļiņu veids, kas darbojas kā enerģijas nesējs, bet elektrons ir subatomiska daļiņa, kas sastopama visos atomos. Galvenā atšķirība starp fotonu un elektronu ir tā, ka fotons ir enerģijas pakete, bet elektrons ir masa. Turklāt fotonam nav miera masas, bet elektronam ir miera masa. Vēl viena būtiska atšķirība starp fotonu un elektronu ir tas, ka fotons var iet ar gaismas ātrumu, bet elektronam gaismas ātrumu iegūt teorētiski nav iespējams.
Turklāt vēl viena atšķirība starp fotonu un elektronu ir tāda, ka fotonam ir vairāk viļņu īpašību, bet elektronam ir vairāk daļiņu īpašību. Tālāk ir sniegta infografika par atšķirību starp fotonu un elektronu.
Kopsavilkums - fotons pret elektronu
Fotons ir elementārdaļiņa, un mēs to varam raksturot kā enerģijas paketi, kamēr elektrons ir subatomiska daļiņa ar masu. Tāpēc mēs varam teikt, ka galvenā atšķirība starp fotonu un elektronu ir tā, ka fotons ir enerģijas pakete, bet elektrons ir masa.
