Ključna razlika med fotonom in kvantom je v tem, da je foton elementarni delec, medtem ko je kvant merilo količine.
Foton je osnovni delec, medtem ko je kvant diskretni paket z energijo, shranjeno v njem. Foton in kvant sta dva zelo pomembna pojma v sodobni fiziki. Poleg tega so ti koncepti zelo uporabni na področjih, kot so kvantna fizika, kvantna kemija, elektromagnetna teorija, optika, fizika delcev itd. razdalje, kvantna kriptografija in fotokemija.
Kaj je Photon?
Foton je osnovni delec, ki nima podstrukture. Osnovni delci so gradniki vesolja; vsi drugi delci so narejeni iz teh delcev. Fotoni spadajo v kategorijo elementarnih bozonov. Albert Einstein je oče sodobnega koncepta fotonov. Ta koncept je uporabil za razlago eksperimentalnih opazovanj, ki se niso ujemala s klasičnim valovnim modelom svetlobe.
Foton je delec z ničelno maso mirovanja, vendar ima relativistično maso. Poleg tega nima električnega naboja. Poleg tega v prostoru ne propada spontano. Poleg tega se v vesolju premika s svetlobno hitrostjo. Energijo fotona najdemo z E=hf, kjer je E energija, f frekvenca fotona in h Plankova konstanta. To enačbo lahko podamo tudi v obliki E=hc/λ, kjer je svetlobna hitrost c in λ valovna dolžina.
Slika 01: Ko se elektron premakne z visoke na nizko energijsko raven, se odda foton (ima hv energijo)
Poleg tega imajo fotoni, tako kot vsi drugi kvantni objekti, lastnosti, podobne valovom in delcem. In ta dvojna narava valov in delcev je koncept, ki ga imenujemo dvojnost valov in delcev fotona. Fotoni se oddajajo v številnih naravnih procesih; na primer pri pospeševanju naboja, med molekularnim, atomskim ali jedrskim prehodom na nižjo raven in ko sta delec in njegov ustrezni antidelec v anihilaciji.
Kaj je Quantum?
Izraz kvant izhaja iz latinskega 'quantus', kar pomeni 'koliko'. Kvant je "diskreten paket" z energijo, shranjeno v njem. Energija snovi ni neprekinjena. To pomeni, da prenos kakršne koli količine energije ni mogoč. Znanstveniki so odkrili, da je energija kvantizirana in se prenaša v diskretnih enotah (ali paketih) velikosti hf. Vsak paket energije imenujemo "kvant".
Slika 02: Valovni paket predstavlja kvantni delec
Na primer, foton je en sam kvant svetlobe. Množina besede kvant je kvanti. Max Plank je odkril koncept kvantizacije. Ta koncept je uporabil za razlago emisije sevanja iz segretih predmetov; temu pravimo sevanje črnega telesa.
Kakšna je razlika med fotonom in kvantom?
Foton je najmanjša diskretna količina ali kvant elektromagnetnega sevanja, medtem ko je kvant diskretna količina energije, sorazmerna z velikostjo frekvence sevanja, ki ga predstavlja. Zato je ključna razlika med fotonom in kvantom ta, da je foton elementarni delec, medtem ko je kvant merilo količine.
Poleg tega je druga pomembna razlika med fotonom in kvantom ta, da je foton pomemben kot kvant elektromagnetnega sevanja, medtem ko je kvant pomemben za merjenje količine na subatomski lestvici.
Povzetek – Foton proti kvantu
Kvant lahko opišemo kot merilo količine, vendar foton ni merilo količine. Pravzaprav lahko foton opišemo kot kvant energije. Zato je ključna razlika med fotonom in kvantom ta, da je foton elementarni delec, medtem ko je kvant merilo količine.
