A legfontosabb különbség a foton és az elektron között az, hogy a foton egy energiacsomag, míg az elektron tömeg.
Az elektron egy szubatomi részecske, amely szinte mindenben létfontosságú szerepet játszik. A foton egy fogalmi energiacsomag, ami nagyon fontos a kvantummechanikában. Az elektron és a foton két olyan fogalom, amely nagymértékben fejlődött a kvantummechanika fejlődésével. Létfontosságú e fogalmak megfelelő megértése, a kvantummechanika, a klasszikus mechanika és a kapcsolódó területek megfelelő megértése.
Mi az a foton?
A foton olyan téma, amelyet a hullámmechanikában tárgyalunk. A kvantumelméletben megfigyelhetjük, hogy a hullámoknak is vannak részecsketulajdonságai. A foton a hullám részecskéje. Ez egy rögzített energiamennyiség, amely csak a hullám frekvenciájától függ. A foton energiáját az E=hf egyenlettel tudjuk megadni, ahol E a foton energiája, h a Plank állandó és f a hullám frekvenciája.
01. ábra: A foton mozgása elektromágneses sugárzásként
A fotonokat energiacsomagoknak tekinthetjük. A relativitáselmélet fejlődésével a tudósok felfedezték, hogy a hullámoknak is van tömegük. Ez azért van így, mert a hullámok az anyaggal való kölcsönhatás során részecskékként viselkednek. A foton nyugalmi tömege azonban nulla. Amikor egy foton fénysebességgel mozog, relativisztikus tömege E/C2, ahol E a foton energiája, C pedig a fény sebessége vákuumban.
Mi az Electron?
Az atom egy pozitív töltésű magból áll, és szinte az egész tömeget és az atommag körül keringő elektronokat tartalmazza. Ezek az elektronok negatív töltéssel rendelkeznek, és az atommaghoz képest nagyon kis tömeget tartalmaznak. Egy elektron nyugalmi tömege 9,11 x 10-31 kilogramm.
Az elektron a szubatomi részecskecsalád fermionjaiba esik. Sőt, spinként fél egész számot is tartalmaznak. A spin az elektron szögimpulzusát leíró tulajdonság. A klasszikus elektronelmélet az elektront az atommag körül keringő részecskeként írta le. A kvantummechanika fejlődésével azonban láthatjuk, hogy az elektron is képes hullámként viselkedni.
02. ábra: Elektron (pirossal) és atommag (kék színnel) egy hidrogénatomban
Továbbá az elektronnak meghatározott energiaszintjei vannak. Most az elektron pályáját az atommag körüli elektron megtalálásának valószínűségi függvényeként határozhatjuk meg. A tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy az elektron hullámként és részecskeként is viselkedik. Ha egy utazó elektront vesszük figyelembe, akkor a hullámtulajdonságok egy része kiemelkedővé válik, mint a részecskék tulajdonságai. Ha figyelembe vesszük a kölcsönhatásokat, a részecskék tulajdonságai kiemelkedőbbek, mint a hullámtulajdonságok. Az elektron töltése – 1,602 x 10-19 C. Ez a legalacsonyabb összeg, amelyet bármely rendszer felvehet. Ráadásul az összes többi töltés az elektron egységtöltésének szorzata.
Mi a különbség a foton és az elektron között?
A foton egyfajta elemi részecske, amely energiahordozóként működik, de az elektron egy szubatomi részecske, amely minden atomban előfordul. A legfontosabb különbség a foton és az elektron között az, hogy a foton egy energiacsomag, míg az elektron tömeg. Ráadásul a fotonnak nincs nyugalmi tömege, de az elektronnak van nyugalmi tömege. Egy másik jelentős különbség a foton és az elektron között, hogy a foton képes haladni a fénysebességgel, de egy elektron esetében elméletileg lehetetlen meghatározni a fénysebességet.
További különbség a foton és az elektron között, hogy a foton több hullámtulajdonságot, míg az elektron több részecsketulajdonságot mutat. Az alábbiakban egy infografika látható a foton és az elektron közötti különbségről.
Összefoglaló – Foton vs elektron
A foton elemi részecske, és leírhatjuk energiacsomagként, míg az elektron egy tömegű szubatomi részecske. Ezért azt mondhatjuk, hogy a legfontosabb különbség a foton és az elektron között az, hogy a foton egy energiacsomag, míg az elektron tömeg.
