Разница между фотоном и квантом

ключевое отличие между фотоном и квантом является то, что фотон - элементарная частица, тогда как квант - мера количества.

Фотон - элементарная частица, в то время как квант - это дискретный пакет с запасенной в нем энергией. Фотон и квант - два очень важных понятия в современной физике. Кроме того, эти концепции широко используются в таких областях, как квантовая физика, квантовая химия, электромагнитная теория, оптика, физика элементарных частиц и т. Д. Эти концепции также важны во многих реальных приложениях, таких как ЛАЗЕРЫ, микроскопия высокого разрешения, измерения молекулярной массы. расстояния, квантовая криптография и фотохимия.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое фотон 
3. Что такое квант 
4. Сравнение бок о бок - фотон против кванта в табличной форме
5. Резюме

Что такое фотон?

Фотон - это элементарная частица, которая не имеет субструктуры. Элементарные частицы являются строительными блоками вселенной; все остальные частицы сделаны из этих частиц. Фотоны относятся к разряду элементарных бозонов. Альберт Эйнштейн является отцом современной концепции фотонов. Он использовал эту концепцию для объяснения экспериментальных наблюдений, которые не соответствовали классической волновой модели света.

Фотон - это частица с нулевой массой покоя, но она имеет релятивистскую массу. Кроме того, он не имеет электрического заряда. Кроме того, он не разлагается самопроизвольно в космосе. Более того, он движется со скоростью света в космосе. Мы можем найти энергию фотона по E = hf, где E - энергия, f - частота фотона, а h - постоянная Планка. Мы также можем дать это уравнение в виде E = hc / λ, где скорость света равна c, а λ - длина волны..

Рисунок 01: Когда электрон движется от уровня высокой энергии к уровню низкой энергии, испускается фотон (у него есть энергия высокого напряжения)

Кроме того, фотоны, как и все другие квантовые объекты, проявляют свойства, подобные волнам и частицам. И эта двойственная природа волны-частицы является понятием, которое мы называем дуальностью волны-частицы фотона. Фотоны испускаются во многих природных процессах; например, при ускорении заряда, во время молекулярного, атомного или ядерного перехода на более низкий уровень и когда частица и соответствующая ей античастица находятся в аннигиляции.

Что такое квант?

Термин квант происходит от латинского «квант», означающего «сколько». Квант - это «дискретный пакет», в котором хранится энергия. Энергия материи не является непрерывной. Это означает, что передача любого количества энергии невозможна. Ученые обнаружили, что энергия квантуется и передается в дискретных единицах (или пакетах) размером hf. Мы называем каждый из пакетов энергии «квантом».

Рисунок 02: Волновой пакет представляет квантовую частицу 

Например, фотон - это один квант света. Множественное число кванта - это кванты. Макс Планк открыл концепцию квантования. Он использовал эту концепцию, чтобы объяснить излучение от нагретых объектов; мы называем это излучение черного тела.

В чем разница между фотоном и квантом?

Фотон - это наименьшее дискретное количество или квант электромагнитного излучения, тогда как квант - это дискретное количество энергии, пропорциональное по величине частоте излучения, которое оно представляет. Следовательно, ключевое различие между фотоном и квантом состоит в том, что фотон является элементарной частицей, тогда как квант является мерой количества.

Кроме того, еще одно существенное различие между фотоном и квантом состоит в том, что фотон важен как квант электромагнитного излучения, в то время как квант важен для измерения количества в субатомном масштабе..

Основная информация - Фотон против Кванта

Мы можем описать квант как меру количества, но фотон - это не мера количества. Фактически, мы можем описать фотон как квант энергии. Следовательно, ключевое различие между фотоном и квантом состоит в том, что фотон является элементарной частицей, тогда как квант является мерой количества.

Ссылка:

1. Джонс, Эндрю Циммерман. «Что такое фотон в физике?» ThoughtCo, 3 сентября 2018 г., доступно здесь.

Изображение предоставлено:

1. «AtomicLineSpEm» (CC BY-SA 3.0) с помощью Commons Wikimedia
2. «Вейвлет» Тьерри Дюгноля - собственная работа (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia