Avainero fotonin ja kvantin välillä on, että fotoni on alkuainehiukkanen, kun taas kvantti on määrän mitta.
Fotoni on alkuainehiukkanen, kun taas kvantti on erillinen paketti, johon on varastoitunut energia. Fotoni ja kvantti ovat kaksi erittäin tärkeää käsitettä modernissa fysiikassa. Lisäksi nämä käsitteet ovat laaj alti hyödyllisiä aloilla, kuten kvanttifysiikka, kvanttikemia, sähkömagneettinen teoria, optiikka, hiukkasfysiikka jne. Nämä käsitteet ovat tärkeitä myös monissa reaalimaailman sovelluksissa, kuten LASEReissa, korkearesoluutioisessa mikroskopiassa, molekyylimittauksissa. etäisyydet, kvantti kryptografia ja fotokemia.
Mikä on Photon?
Photoni on alkeishiukkanen, jolla ei ole alirakennetta. Alkuainehiukkaset ovat maailmankaikkeuden rakennuspalikoita; kaikki muut hiukkaset on valmistettu näistä hiukkasista. Fotonit kuuluvat alkuainebosonien luokkaan. Albert Einstein on modernin fotonikäsityksen isä. Hän käytti tätä käsitettä selittääkseen kokeellisia havaintoja, jotka eivät sopineet klassiseen valon a altomalliin.
Fotoni on hiukkanen, jonka lepomassa on nolla, mutta sillä on relativistinen massa. Lisäksi siinä ei ole sähkövarausta. Sitä paitsi se ei hajoa spontaanisti tilassa. Lisäksi se liikkuu valon nopeudella avaruudessa. Voimme löytää fotonin energian arvolla E=hf, missä E on energia, f on fotonin taajuus ja h on Plankin vakio. Voimme antaa tämän yhtälön myös muodossa E=hc/λ, jossa valon nopeus on c ja λ on aallonpituus.
Kuva 01: Kun elektroni siirtyy korke alta energiatasolta matalalle energiatasolle, fotoni säteilee (sillä on hv-energiaa)
Lisäksi fotoneilla, kuten kaikilla muillakin kvanttiobjekteilla, on a alto- ja hiukkasmaisia ominaisuuksia. Ja tämä kaksoisa alto-hiukkasluonne on käsite, jota kutsumme fotonin a alto-hiukkas-kaksinaisuudeksi. Fotoneja vapautuu monissa luonnollisissa prosesseissa; esimerkiksi kiihdytettäessä varausta, molekyyli-, atomi- tai ydinsiirtymän aikana alemmalle tasolle ja kun hiukkanen ja sitä vastaava antihiukkanen ovat tuhoutumassa.
Mikä on Quantum?
Termi kvantti tulee latinan sanasta "quantus", joka tarkoittaa "kuinka paljon". Kvantti on "erillinen paketti", johon on tallennettu energiaa. Aineen energia ei ole jatkuvaa. Tämä tarkoittaa, että minkään energiamäärän siirto ei ole mahdollista. Tutkijat havaitsivat, että energia kvantisoidaan ja se siirtyy erillisinä yksiköinä (tai paketteina), joiden koko on hf. Kutsumme jokaista energiapakettia "kvantiksi".
Kuva 02: A altopaketti edustaa kvanttihiukkasta
Esimerkiksi fotoni on yksi valon kvantti. Kvantin monikko on kvantti. Max Plank löysi kvantisoinnin käsitteen. Hän käytti tätä käsitettä selittääkseen säteilyn päästöjä kuumennetuista esineistä; kutsumme tätä mustan kehon säteilyksi.
Mitä eroa fotonilla ja kvantilla on?
Fotoni on pienin diskreetti määrä tai kvantti sähkömagneettista säteilyä, kun taas kvantti on erillinen energiamäärä, joka on verrannollinen sen edustaman säteilyn taajuuteen. Siksi avainero fotonin ja kvantin välillä on, että fotoni on alkuainehiukkanen, kun taas kvantti on määrän mitta.
Lisäksi toinen merkittävä ero fotonin ja kvantin välillä on se, että fotoni on tärkeä sähkömagneettisen säteilyn kvanttina, kun taas kvantti on tärkeä kvantin mittaamiseen subatomisella asteikolla.
Yhteenveto – Photon vs Quantum
Voimme kuvata kvanttia määrän mittana, mutta fotoni ei tarkoita määrän mittaa. Itse asiassa voimme kuvata fotonia energian kvantiksi. Siksi avainero fotonin ja kvantin välillä on, että fotoni on alkuainehiukkanen, kun taas kvantti on määrän mitta.
