მთავარი განსხვავება ფოტონსა და ელექტრონს შორის არის ის, რომ ფოტონი არის ენერგიის პაკეტი, ხოლო ელექტრონი არის მასა.
ელექტრონი არის სუბატომური ნაწილაკი, რომელიც სასიცოცხლო როლს ასრულებს თითქმის ყველაფერში. ფოტონი არის ენერგიის კონცეპტუალური პაკეტი, რომელიც ძალიან მნიშვნელოვანია კვანტურ მექანიკაში. ელექტრონი და ფოტონი ორი ცნებაა, რომლებიც დიდად განვითარდა კვანტური მექანიკის განვითარებით. სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია ამ ცნებების სწორად გაგება, კვანტური მექანიკის, კლასიკური მექანიკის და მასთან დაკავშირებული ველების სწორად გაგება.
რა არის ფოტონი?
ფოტონი არის თემა, რომელსაც განვიხილავთ ტალღის მექანიკაში.კვანტურ თეორიაში შეგვიძლია დავაკვირდეთ, რომ ტალღებს ასევე აქვთ ნაწილაკების თვისებები. ფოტონი არის ტალღის ნაწილაკი. ეს არის ენერგიის ფიქსირებული რაოდენობა, რომელიც დამოკიდებულია მხოლოდ ტალღის სიხშირეზე. ჩვენ შეგვიძლია მივცეთ ფოტონის ენერგია განტოლებით E=hf, სადაც E არის ფოტონის ენერგია, h არის პლანკის მუდმივა და f არის ტალღის სიხშირე.
სურათი 01: ფოტონის მოძრაობა ელექტრომაგნიტური გამოსხივების სახით
ჩვენ შეგვიძლია მივიჩნიოთ ფოტონები ენერგიის პაკეტებად. ფარდობითობის განვითარებასთან ერთად მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ ტალღებსაც აქვს მასა. ეს იმიტომ ხდება, რომ ტალღები ნაწილაკებად იქცევიან მატერიასთან ურთიერთქმედებისას. თუმცა, ფოტონის დანარჩენი მასა ნულის ტოლია. როდესაც ფოტონი მოძრაობს სინათლის სიჩქარით, მას აქვს რელატივისტური მასა E/C2, სადაც E არის ფოტონის ენერგია და C არის სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში.
რა არის ელექტრონი?
ატომი შედგება ბირთვისგან, რომელსაც აქვს დადებითი მუხტი და ის შეიცავს თითქმის მთელ მასას და ელექტრონებს, რომლებიც ბრუნავს ბირთვის გარშემო. ამ ელექტრონებს აქვთ უარყოფითი მუხტი და ისინი შეიცავს ძალიან მცირე მასას ბირთვთან შედარებით. ელექტრონს აქვს დასვენების მასა 9,11 x 10-31 კილოგრამი.
ელექტრონი ხვდება სუბატომური ნაწილაკების ოჯახის ფერმიონებში. უფრო მეტიც, მათ აქვთ ნახევრად მთელი რიცხვი, როგორც სპინი. სპინი არის თვისება, რომელიც აღწერს ელექტრონის კუთხურ იმპულსს. ელექტრონის კლასიკურმა თეორიამ აღწერა ელექტრონი, როგორც ნაწილაკი, რომელიც ბრუნავს ბირთვის გარშემო. თუმცა, კვანტური მექანიკის განვითარებით, ჩვენ ვხედავთ, რომ ელექტრონს ასევე შეუძლია მოიქცეს როგორც ტალღა.
სურათი 02: ელექტრონი (წითლად) და ატომის ბირთვი (ლურჯი) წყალბადის ატომში
შემდეგ, ელექტრონს აქვს ენერგიის სპეციფიკური დონეები. ახლა ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ ელექტრონის ორბიტა, როგორც ბირთვის გარშემო ელექტრონის პოვნის ალბათობის ფუნქცია. მეცნიერები ასკვნიან, რომ ელექტრონი იქცევა როგორც ტალღა და ნაწილაკი. როდესაც განვიხილავთ მოგზაურობის ელექტრონს, ზოგიერთი ტალღის თვისება უფრო გამორჩეულია, ვიდრე ნაწილაკების თვისებები. როდესაც განვიხილავთ ურთიერთქმედებებს, ნაწილაკების თვისებები უფრო გამოხატულია, ვიდრე ტალღის თვისებები. ელექტრონს აქვს მუხტი – 1,602 x 10-19 C. ეს არის დამუხტვის ყველაზე მცირე რაოდენობა, რომელსაც შეუძლია ნებისმიერი სისტემის მიღება. უფრო მეტიც, ყველა სხვა მუხტი არის ელექტრონის ერთეული მუხტის ნამრავლი.
რა განსხვავებაა ფოტონსა და ელექტრონს შორის?
ფოტონი არის ელემენტარული ნაწილაკის ტიპი, რომელიც მოქმედებს როგორც ენერგიის გადამზიდავი, მაგრამ ელექტრონი არის სუბატომური ნაწილაკი, რომელიც გვხვდება ყველა ატომში. ფოტონსა და ელექტრონს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ფოტონი არის ენერგიის პაკეტი, ხოლო ელექტრონი არის მასა.უფრო მეტიც, ფოტონს არ აქვს მოსვენების მასა, მაგრამ ელექტრონს აქვს დასვენების მასა. ფოტონსა და ელექტრონს შორის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი განსხვავებაა, რომ ფოტონს შეუძლია სინათლის სიჩქარით მოძრაობდეს, მაგრამ ელექტრონისთვის თეორიულად შეუძლებელია სინათლის სიჩქარის მიღება.
უფრო მეტიც, ფოტონსა და ელექტრონს შორის კიდევ ერთი განსხვავება ისაა, რომ ფოტონი აჩვენებს უფრო მეტ ტალღურ თვისებებს, ხოლო ელექტრონი აჩვენებს მეტ ნაწილაკების თვისებებს. ქვემოთ მოცემულია ინფოგრაფიკა ფოტონსა და ელექტრონს შორის განსხვავებაზე.
შეჯამება – ფოტონი ელექტრონის წინააღმდეგ
ფოტონი არის ელემენტარული ნაწილაკი და ჩვენ შეგვიძლია აღვწეროთ ის, როგორც ენერგიის პაკეტი, ხოლო ელექტრონი არის სუბატომური ნაწილაკი, რომელსაც აქვს მასა. ამრიგად, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ მთავარი განსხვავება ფოტონსა და ელექტრონს შორის არის ის, რომ ფოტონი არის ენერგიის პაკეტი, ხოლო ელექტრონი არის მასა.
