Nøgleforskellen mellem foton og elektron er, at foton er en energipakke, mens elektronen er en masse.
En elektron er en subatomær partikel, der spiller en afgørende rolle i næsten alt. Fotonen er en konceptuel energipakke, som er meget vigtig i kvantemekanikken. Elektron og foton er to begreber, der udviklede sig meget med udviklingen af kvantemekanik. Det er afgørende at have en ordentlig forståelse af disse begreber, at forstå felterne kvantemekanik, klassisk mekanik og relaterede felter ordentligt.
Hvad er Photon?
Foto er et emne, som vi diskuterer i bølgemekanik. I kvanteteorien kan vi observere, at bølger også har partikelegenskaber. Fotonen er bølgens partikel. Det er en fast mængde energi, der kun afhænger af bølgens frekvens. Vi kan give fotonens energi ved ligningen E=hf, hvor E er fotonens energi, h er Plankekonstanten, og f er bølgens frekvens.
Figur 01: Bevægelse af en foton som elektromagnetisk stråling
Vi kan betragte fotoner som energipakker. Med udviklingen af relativitetsteorien opdagede videnskabsmænd, at bølger også har en masse. Det er fordi bølger opfører sig som partikler på interaktioner med stof. Imidlertid er hvilemassen af en foton nul. Når en foton bevæger sig med lysets hastighed, har den en relativistisk masse på E/C2, hvor E er fotonens energi og C er lysets hastighed i et vakuum.
Hvad er elektron?
Et atom består af en kerne, der har en positiv ladning, og den indeholder næsten al den masse og elektroner, der kredser om kernen. Disse elektroner har en negativ ladning, og de indeholder en meget lille mængde masse sammenlignet med kernen. En elektron har en hvilemasse på 9,11 x 10-31 kilograms.
Elektronen falder ind i den subatomære partikelfamilie fermioner. Desuden har de halvheltalsværdier som spin. Spindet er en egenskab, der beskriver elektronens impulsmoment. Den klassiske teori om elektron beskrev elektronen som en partikel, der kredser om kernen. Men med udviklingen af kvantemekanikken kan vi se, at elektronen også kan opføre sig som en bølge.
Figur 02: Elektron (i rødt) og atomkernen (i blåt) i et hydrogenatom
Yderligere har elektronen specifikke energiniveauer. Nu kan vi definere elektronens bane som sandsynlighedsfunktionen for at finde elektronen omkring kernen. Forskere konkluderer, at elektroner både opfører sig som en bølge og en partikel. Når vi betragter en vandrende elektron, bliver nogle af bølgeegenskaberne fremtrædende end partikelegenskaberne. Når vi betragter vekselvirkningerne, er partikelegenskaberne mere fremtrædende end bølgeegenskaberne. Elektronen har en ladning på – 1.602 x 10-19 C. Det er den mindste afgift, et system kan opnå. Desuden er alle andre ladninger multiplikationer af elektronens enhedsladning.
Hvad er forskellen mellem foton og elektron?
Foton er en type elementarpartikel, der fungerer som en bærer af energi, men elektronen er en subatomær partikel, som forekommer i alle atomerne. Den vigtigste forskel mellem foton og elektron er, at fotonen er en energipakke, mens elektronen er en masse. Desuden har fotonen ikke en hvilemasse, men en elektron har en hvilemasse. Som en anden væsentlig forskel mellem foton og elektron kan fotonen gå med lysets hastighed, men for en elektron er det teoretisk umuligt at opnå lysets hastighed.
Yderligere er en yderligere forskel mellem foton og elektron, at fotonen viser flere bølgeegenskaber, mens elektronen viser flere partikelegenskaber. Nedenfor er en infografik om forskellen mellem foton og elektron.
Oversigt – Photon vs Electron
Foton er en elementær partikel, og vi kan beskrive den som en energipakke, mens elektronen er en subatomær partikel med en masse. Derfor kan vi sige, at den vigtigste forskel mellem foton og elektron er, at fotonen er en energipakke, mens elektronen er en masse.
