Kľúčový rozdiel medzi fotónom a kvantom je v tom, že fotón je elementárna častica, zatiaľ čo kvantum je mierou množstva.
Fotón je elementárna častica, zatiaľ čo kvantum je diskrétny balík, v ktorom je uložená energia. Fotón a kvantum sú dva veľmi dôležité pojmy v modernej fyzike. Okrem toho sú tieto koncepty široko použiteľné v oblastiach ako kvantová fyzika, kvantová chémia, elektromagnetická teória, optika, časticová fyzika atď. vzdialenosti, kvantová kryptografia a fotochémia.
Čo je Photon?
Fotón je elementárna častica, ktorá nemá subštruktúru. Elementárne častice sú stavebnými kameňmi vesmíru; všetky ostatné častice sú vyrobené z týchto častíc. Fotóny patria do kategórie elementárnych bozónov. Albert Einstein je otcom modernej koncepcie fotónov. Tento koncept použil na vysvetlenie experimentálnych pozorovaní, ktoré sa nezhodovali s klasickým vlnovým modelom svetla.
Fotón je častica s nulovou pokojovou hmotnosťou, ale má relativistickú hmotnosť. Navyše nemá elektrický náboj. Okrem toho sa v priestore samovoľne nerozpadá. Navyše sa vo vesmíre pohybuje rýchlosťou svetla. Energiu fotónu môžeme nájsť pomocou E=hf, kde E je energia, f je frekvencia fotónu a h je Plankova konštanta. Túto rovnicu môžeme dať aj v tvare E=hc/λ, kde rýchlosť svetla je c a λ je vlnová dĺžka.
Obrázok 01: Keď sa elektrón presunie z úrovne vysokej energie na úroveň nízkej energie, vyžiari sa fotón (má vn energiu)
Fotóny, podobne ako všetky ostatné kvantové objekty, navyše vykazujú vlnové a časticové vlastnosti. A táto dvojitá vlna-časticová povaha je koncept, ktorý nazývame vlnovo-časticová dualita fotónu. Fotóny sú emitované v mnohých prírodných procesoch; napríklad pri urýchľovaní náboja, počas molekulárneho, atómového alebo jadrového prechodu na nižšiu úroveň a keď častica a jej zodpovedajúca antičastica sú v anihilácii.
Čo je kvantum?
Pojem kvantum pochádza z latinského „quantus“, čo znamená „koľko“. Kvantum je „diskrétny balík“s energiou uloženou v ňom. Energia hmoty nie je nepretržitá. To znamená, že prenos akéhokoľvek množstva energie nie je možný. Vedci zistili, že energia je kvantovaná a prenáša sa v diskrétnych jednotkách (alebo paketoch) veľkosti hf. Každý z balíčkov energie nazývame „kvantom“.
Obrázok 02: Vlnový paket predstavuje kvantovú časticu
Napríklad fotón je jediné kvantum svetla. Množné číslo kvanta je kvantá. Max Plank objavil koncept kvantovania. Tento koncept použil na vysvetlenie emisie žiarenia z vyhrievaných predmetov; nazývame to žiarenie čierneho telesa.
Aký je rozdiel medzi fotónom a kvantom?
Fotón je najmenšie diskrétne množstvo alebo kvantum elektromagnetického žiarenia, zatiaľ čo kvantum je diskrétne množstvo energie úmerné veľkosti frekvencie žiarenia, ktoré predstavuje. Preto je kľúčovým rozdielom medzi fotónom a kvantom to, že fotón je elementárna častica, zatiaľ čo kvantum je mierou množstva.
Ďalším významným rozdielom medzi fotónom a kvantom je navyše to, že fotón je dôležitý ako kvantum elektromagnetického žiarenia, zatiaľ čo kvantum je dôležité na meranie množstva v subatomárnom meradle.
Zhrnutie – Fotón vs kvantové
Môžeme opísať kvantum ako mieru množstva, ale fotón nie je o miere množstva. V skutočnosti môžeme fotón opísať ako kvantum energie. Kľúčový rozdiel medzi fotónom a kvantom je teda ten, že fotón je elementárna častica, zatiaľ čo kvantum je mierou množstva.
