Klíčový rozdíl mezi fotonem a elektronem je ten, že foton je balíček energie, zatímco elektron je hmotnost.
Elektron je subatomární částice, která hraje zásadní roli téměř ve všem. Foton je koncepční balíček energie, který je v kvantové mechanice velmi důležitý. Elektron a foton jsou dva koncepty, které se značně rozvinuly s rozvojem kvantové mechaniky. Je životně důležité správně porozumět těmto pojmům, správně porozumět oblasti kvantové mechaniky, klasické mechaniky a příbuzných oborů.
Co je Photon?
Foto je téma, o kterém diskutujeme ve vlnové mechanice. V kvantové teorii můžeme pozorovat, že vlny mají také vlastnosti částic. Foton je částice vlny. Jde o pevné množství energie závislé pouze na frekvenci vlny. Energii fotonu můžeme dát rovnicí E=hf, kde E je energie fotonu, h je Plankova konstanta a f je frekvence vlny.
Obrázek 01: Pohyb fotonu jako elektromagnetické záření
Fotony můžeme považovat za balíčky energie. S rozvojem relativity vědci zjistili, že vlny mají také hmotnost. Je to proto, že vlny se při interakcích s hmotou chovají jako částice. Klidová hmotnost fotonu je však nulová. Když se foton pohybuje rychlostí světla, má relativistickou hmotnost E/C2, kde E je energie fotonu a C je rychlost světla ve vakuu.
Co je elektron?
Atom se skládá z jádra, které má kladný náboj a obsahuje téměř veškerou hmotu a elektrony obíhající kolem jádra. Tyto elektrony mají záporný náboj a obsahují velmi malé množství hmoty ve srovnání s jádrem. Elektron má klidovou hmotnost 9,11 x 10-31 kilogramů.
Elektron spadá do rodiny fermionů subatomárních částic. Navíc mají poloviční celočíselné hodnoty jako rotace. Spin je vlastnost popisující moment hybnosti elektronu. Klasická teorie elektronu popisovala elektron jako částici obíhající kolem jádra. S rozvojem kvantové mechaniky však můžeme vidět, že elektron se také může chovat jako vlna.
Obrázek 02: Elektron (červeně) a atomové jádro (modře) v atomu vodíku
Elektron má navíc specifické energetické hladiny. Nyní můžeme definovat dráhu elektronu jako pravděpodobnostní funkci nalezení elektronu kolem jádra. Vědci dospěli k závěru, že elektron se chová jako vlna i jako částice. Když vezmeme v úvahu pohybující se elektron, některé vlnové vlastnosti se stanou prominentnějšími než vlastnosti částic. Když vezmeme v úvahu interakce, vlastnosti částic jsou výraznější než vlastnosti vln. Elektron má náboj – 1,602 x 10-19 C. Je to nejmenší částka, kterou může systém získat. Navíc všechny ostatní náboje jsou násobky jednotkového náboje elektronu.
Jaký je rozdíl mezi fotonem a elektronem?
Foton je druh elementární částice, která funguje jako nosič energie, ale elektron je subatomární částice, která se vyskytuje ve všech atomech. Klíčový rozdíl mezi fotonem a elektronem je v tom, že foton je balíček energie, zatímco elektron je hmotnost. Navíc foton nemá klidovou hmotnost, ale elektron má klidovou hmotnost. Dalším významným rozdílem mezi fotonem a elektronem je, že foton se může pohybovat rychlostí světla, ale pro elektron je teoreticky nemožné získat rychlost světla.
Další rozdíl mezi fotonem a elektronem je v tom, že foton vykazuje více vlnových vlastností, zatímco elektron vykazuje více vlastností částic. Níže je infografika o rozdílu mezi fotonem a elektronem.
Shrnutí – foton vs elektron
Foton je elementární částice a můžeme jej popsat jako balíček energie, zatímco elektron je subatomární částice o hmotnosti. Můžeme tedy říci, že klíčový rozdíl mezi fotonem a elektronem je v tom, že foton je balíček energie, zatímco elektron je hmotnost.
