Diferența cheie dintre foton și electron este că fotonul este un pachet de energie, în timp ce electronul este o masă.
Un electron este o particulă subatomică care joacă un rol vital în aproape orice. Fotonul este un pachet conceptual de energie, care este foarte important în mecanica cuantică. Electronul și fotonul sunt două concepte care s-au dezvoltat foarte mult odată cu dezvoltarea mecanicii cuantice. Este vital să înțelegeți corect aceste concepte, să înțelegeți în mod corespunzător domeniul mecanicii cuantice, mecanicii clasice și domeniile conexe.
Ce este fotonul?
Photon este un subiect pe care îl discutăm în mecanica valurilor. În teoria cuantică, putem observa că undele au și proprietăți ale particulelor. Fotonul este particula undei. Este o cantitate fixă de energie care depinde doar de frecvența undei. Putem da energia fotonului prin ecuația E=hf, unde E este energia fotonului, h este constanta Plank și f este frecvența undei.
Figura 01: Mișcarea unui foton ca radiație electromagnetică
Putem considera fotonii drept pachete de energie. Odată cu dezvoltarea relativității, oamenii de știință au descoperit că undele au și o masă. Se datorează faptului că undele se comportă ca particule în interacțiunile cu materia. Cu toate acestea, masa în repaus a unui foton este zero. Când un foton se mișcă cu viteza luminii, are o masă relativistă de E/C2, unde E este energia fotonului și C este viteza luminii în vid.
Ce este Electron?
Un atom este format dintr-un nucleu care are o sarcină pozitivă și conține aproape toată masa și electronii care orbitează în jurul nucleului. Acești electroni au o sarcină negativă și conțin o cantitate foarte mică de masă în comparație cu nucleul. Un electron are o masă în repaus de 9,11 x 10-31 kilograme.
Electronul intră în familia de particule subatomice fermioni. În plus, au valori semiîntregi ca spin. Spinul este o proprietate care descrie momentul unghiular al electronului. Teoria clasică a electronului a descris electronul ca o particulă care orbitează în jurul nucleului. Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea mecanicii cuantice, putem vedea că electronul se poate comporta și ca o undă.
Figura 02: Electron (în roșu) și nucleu atomic (în albastru) într-un atom de hidrogen
În plus, electronul are niveluri specifice de energie. Acum, putem defini orbita electronului ca funcție de probabilitate de a găsi electronul în jurul nucleului. Oamenii de știință concluzionează că electronul se comportă atât ca undă, cât și ca particule. Când luăm în considerare un electron care călătorește, unele dintre proprietățile undei devin proeminente decât proprietățile particulelor. Când luăm în considerare interacțiunile, proprietățile particulelor sunt mai proeminente decât proprietățile undei. Electronul are o sarcină de – 1,602 x 10-19 C. Este cea mai mică sumă de încărcare pe care o poate obține orice sistem. În plus, toate celel alte sarcini sunt înmulțiri ale sarcinii unitare a electronului.
Care este diferența dintre foton și electron?
Fotonul este un tip de particulă elementară care acționează ca un purtător de energie, dar electronul este o particulă subatomică care apare în toți atomii. Diferența cheie dintre foton și electron este că fotonul este un pachet de energie, în timp ce electronul este o masă. Mai mult, fotonul nu are o masă în repaus, dar un electron are o masă în repaus. Ca o altă diferență semnificativă între foton și electron, fotonul poate merge cu viteza luminii, dar pentru un electron, este teoretic imposibil să se obțină viteza luminii.
În plus, o altă diferență între foton și electron este că fotonul afișează mai multe proprietăți de undă, în timp ce electronul afișează mai multe proprietăți de particule. Mai jos este o infografică despre diferența dintre foton și electron.
Rezumat – Foton vs Electron
Fotonul este o particulă elementară și o putem descrie ca un pachet de energie, în timp ce electronul este o particulă subatomică având o masă. Prin urmare, putem spune că diferența cheie dintre foton și electron este că fotonul este un pachet de energie, în timp ce electronul este o masă.
