Den viktigaste skillnaden mellan foton och elektron är att foton är ett energipaket medan elektronen är en massa.
En elektron är en subatomär partikel som spelar en viktig roll i nästan allt. Fotonen är ett konceptuellt energipaket, vilket är mycket viktigt inom kvantmekaniken. Elektron och foton är två begrepp som utvecklades kraftigt med utvecklingen av kvantmekaniken. Det är viktigt att ha en ordentlig förståelse för dessa begrepp, att förstå fälten kvantmekanik, klassisk mekanik och relaterade fält ordentligt.
Vad är Photon?
Foto är ett ämne som vi diskuterar inom vågmekanik. I kvantteorin kan vi observera att vågor också har partikelegenskaper. Fotonen är vågens partikel. Det är en fast mängd energi som endast beror på vågens frekvens. Vi kan ge fotonens energi genom ekvationen E=hf, där E är fotonens energi, h är Plankkonstanten och f är vågens frekvens.
Figur 01: En fotons rörelse som elektromagnetisk strålning
Vi kan betrakta fotoner som energipaket. Med utvecklingen av relativitetsteori upptäckte forskare att vågor också har en massa. Det beror på att vågor beter sig som partiklar i interaktioner med materia. Dock är vilomassan för en foton noll. När en foton rör sig med ljusets hastighet har den en relativistisk massa på E/C2, där E är fotonens energi och C är ljusets hastighet i ett vakuum.
Vad är elektron?
En atom består av en kärna som har en positiv laddning, och den innehåller nästan all massa och elektroner som kretsar runt kärnan. Dessa elektroner har en negativ laddning, och de innehåller en mycket liten mängd massa jämfört med kärnan. En elektron har en vilomassa på 9,11 x 10-31 kilograms.
Elektronen faller in i den subatomära partikelfamiljen fermioner. Dessutom har de halvheltalsvärden som spin. Spinn är en egenskap som beskriver elektronens rörelsemängd. Den klassiska teorin om elektron beskrev elektronen som en partikel som kretsar runt kärnan. Men med utvecklingen av kvantmekaniken kan vi se att elektronen också kan bete sig som en våg.
Figur 02: Elektron (i rött) och Atomic Nucleus (i blått) i en väteatom
Vidare har elektronen specifika energinivåer. Nu kan vi definiera elektronens omloppsbana som sannolikhetsfunktionen för att hitta elektronen runt kärnan. Forskare drar slutsatsen att elektroner beter sig som både en våg och en partikel. När vi betraktar en resande elektron blir några av vågegenskaperna framträdande än partikelegenskaperna. När vi betraktar interaktionerna är partikelegenskaperna mer framträdande än vågegenskaperna. Elektronen har en laddning på – 1,602 x 10-19 C. Det är den minsta kostnad som något system kan få. Dessutom är alla andra laddningar multiplikationer av elektronens enhetsladdning.
Vad är skillnaden mellan foton och elektron?
Foton är en typ av elementarpartikel som fungerar som en bärare av energi, men elektronen är en subatomär partikel som förekommer i alla atomer. Den viktigaste skillnaden mellan foton och elektron är att fotonen är ett energipaket medan elektronen är en massa. Dessutom har fotonen ingen vilomassa, utan en elektron har en vilomassa. Som en annan signifikant skillnad mellan foton och elektron kan fotonen gå med ljusets hastighet, men för en elektron är det teoretiskt omöjligt att få fram ljusets hastighet.
Dessutom är en ytterligare skillnad mellan foton och elektron att fotonen uppvisar fler vågegenskaper medan elektronen uppvisar fler partikelegenskaper. Nedan finns en infografik om skillnaden mellan foton och elektron.
Sammanfattning – Photon vs Electron
Foton är en elementarpartikel, och vi kan beskriva den som ett energipaket medan elektronen är en subatomär partikel med massa. Därför kan vi säga att nyckelskillnaden mellan foton och elektron är att fotonen är ett energipaket medan elektronen är en massa.
