ძირითადი განსხვავება ფოტონსა და კვანტს შორის არის ის, რომ ფოტონი არის ელემენტარული ნაწილაკი, ხოლო კვანტი არის სიდიდის საზომი.
ფოტონი არის ელემენტარული ნაწილაკი, ხოლო კვანტური არის დისკრეტული პაკეტი მასში შენახული ენერგიით. ფოტონი და კვანტური ორი ძალიან მნიშვნელოვანი ცნებაა თანამედროვე ფიზიკაში. გარდა ამისა, ეს ცნებები ფართოდ გამოიყენება ისეთ სფეროებში, როგორიცაა კვანტური ფიზიკა, კვანტური ქიმია, ელექტრომაგნიტური თეორია, ოპტიკა, ნაწილაკების ფიზიკა და ა.შ. დისტანციები, კვანტური კრიპტოგრაფია და ფოტოქიმია.
რა არის ფოტონი?
ფოტონი არის ელემენტარული ნაწილაკი, რომელსაც არ აქვს ქვესტრუქტურა. ელემენტარული ნაწილაკები სამყაროს სამშენებლო ბლოკებია; ყველა სხვა ნაწილაკი მზადდება ამ ნაწილაკებისგან. ფოტონები მიეკუთვნება ელემენტარული ბოზონების კატეგორიას. ალბერტ აინშტაინი არის ფოტონების თანამედროვე კონცეფციის მამა. მან გამოიყენა ეს კონცეფცია ექსპერიმენტული დაკვირვებების ასახსნელად, რომლებიც არ შეესაბამება სინათლის კლასიკურ ტალღურ მოდელს.
ფოტონი არის ნაწილაკი ნულოვანი დასვენების მასით, მაგრამ მას აქვს რელატივისტური მასა. ასევე, მას არ აქვს ელექტრული მუხტი. გარდა ამისა, სივრცეში სპონტანურად არ ფუჭდება. უფრო მეტიც, ის კოსმოსში სინათლის სიჩქარით მოძრაობს. ჩვენ შეგვიძლია ვიპოვოთ ფოტონის ენერგია E=hf-ით, სადაც E არის ენერგია, f არის ფოტონის სიხშირე და h არის პლანკის მუდმივი. ჩვენ ასევე შეგვიძლია მივცეთ ეს განტოლება E=hc/λ სახით, სადაც სინათლის სიჩქარე არის c და λ არის ტალღის სიგრძე.
სურათი 01: როდესაც ელექტრონი გადადის მაღალი ენერგიის დონიდან დაბალ ენერგეტიკულ დონეზე, გამოდის ფოტონი (მას აქვს hv ენერგია)
გარდა ამისა, ფოტონები, ისევე როგორც ყველა სხვა კვანტური ობიექტი, ავლენენ ტალღისებურ და ნაწილაკების მსგავს თვისებებს. და, ეს ორმაგი ტალღა-ნაწილაკების ბუნება არის კონცეფცია, რომელსაც ჩვენ ვუწოდებთ ფოტონის ტალღა-ნაწილაკების ორმაგობას. ფოტონები გამოიყოფა მრავალი ბუნებრივი პროცესის დროს; მაგალითად, მუხტის აჩქარებისას, მოლეკულური, ატომური ან ბირთვული გადასვლისას დაბალ დონეზე და როდესაც ნაწილაკი და მისი შესაბამისი ანტინაწილაკი განადგურების პროცესშია.
რა არის კვანტური?
ტერმინი კვანტური მომდინარეობს ლათინური "quantus"-დან, რაც ნიშნავს "რამდენს". კვანტი არის „დისკრეტული პაკეტი“მასში შენახული ენერგიით. მატერიის ენერგია არ არის უწყვეტი. ეს ნიშნავს, რომ ნებისმიერი რაოდენობის ენერგიის გადაცემა შეუძლებელია. მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ ენერგია კვანტიზებულია და ის გადადის hf ზომის დისკრეტულ ერთეულებში (ან პაკეტებში).ენერგიის თითოეულ პაკეტს ჩვენ ვუწოდებთ "კვანტს".
სურათი 02: ტალღური პაკეტი წარმოადგენს კვანტურ ნაწილაკს
მაგალითად, ფოტონი არის სინათლის ერთი კვანტი. კვანტურის მრავლობითი რიცხვია კვანტი. მაქს პლანკმა აღმოაჩინა კვანტიზაციის კონცეფცია. მან გამოიყენა ეს კონცეფცია გახურებული ობიექტებიდან გამოსხივების გამოსხივების ასახსნელად; ჩვენ ამას შავი სხეულის გამოსხივებას ვუწოდებთ.
რა განსხვავებაა ფოტონსა და კვანტს შორის?
ფოტონი არის ელექტრომაგნიტური გამოსხივების უმცირესი დისკრეტული რაოდენობა ან კვანტი, ხოლო კვანტური არის ენერგიის დისკრეტული რაოდენობა, რომელიც პროპორციულია მის მიერ წარმოდგენილ გამოსხივების სიხშირეზე. მაშასადამე, ფოტონსა და კვანტს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ფოტონი არის ელემენტარული ნაწილაკი, ხოლო კვანტი არის სიდიდის საზომი.
უფრო მეტიც, კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი განსხვავება ფოტონსა და კვანტს შორის არის ის, რომ ფოტონი მნიშვნელოვანია, როგორც ელექტრომაგნიტური გამოსხივების კვანტი, ხოლო კვანტი მნიშვნელოვანია სუბატომური მასშტაბის რაოდენობის გასაზომად.
შეჯამება – ფოტონი vs კვანტური
ჩვენ შეგვიძლია აღვწეროთ კვანტი, როგორც სიდიდის საზომი, მაგრამ ფოტონი არ არის სიდიდის საზომი. სინამდვილეში, ჩვენ შეგვიძლია აღვწეროთ ფოტონი, როგორც ენერგიის კვანტი. აქედან გამომდინარე, მთავარი განსხვავება ფოტონსა და კვანტს შორის არის ის, რომ ფოტონი არის ელემენტარული ნაწილაკი, ხოლო კვანტი არის სიდიდის საზომი.
