Nøkkelforskjellen mellom foton og elektron er at foton er en energipakke mens elektronet er en masse.
Et elektron er en subatomær partikkel som spiller en viktig rolle i nesten alt. Fotonet er en konseptuell energipakke, som er svært viktig i kvantemekanikk. Elektron og foton er to konsepter som utviklet seg sterkt med utviklingen av kvantemekanikk. Det er viktig å ha en riktig forståelse av disse konseptene, for å forstå feltene kvantemekanikk, klassisk mekanikk og relaterte felt på riktig måte.
Hva er Photon?
Foto er et tema som vi diskuterer i bølgemekanikk. I kvanteteorien kan vi observere at bølger også har partikkelegenskaper. Fotonet er partikkelen til bølgen. Det er en fast mengde energi som kun avhenger av frekvensen til bølgen. Vi kan gi energien til fotonet ved ligningen E=hf, hvor E er energien til fotonet, h er Plankekonstanten og f er frekvensen til bølgen.
Figur 01: Bevegelse av et foton som elektromagnetisk stråling
Vi kan betrakte fotoner som energipakker. Med utviklingen av relativitetsteorien oppdaget forskere at bølger også har en masse. Det er fordi bølger oppfører seg som partikler på interaksjoner med materie. Imidlertid er hvilemassen til et foton null. Når et foton beveger seg med lysets hastighet, har det en relativistisk masse på E/C2, der E er energien til fotonet og C er lysets hastighet i et vakuum.
Hva er elektron?
Et atom består av en kjerne som har positiv ladning, og den inneholder nesten all massen og elektronene som går i bane rundt kjernen. Disse elektronene har en negativ ladning, og de inneholder en svært liten mengde masse sammenlignet med kjernen. Et elektron har en hvilemasse på 9,11 x 10-31 kilograms.
Elektronet faller inn i den subatomære partikkelfamilien fermioner. Dessuten har de halvheltallsverdier som spinn. Spinn er en egenskap som beskriver vinkelmomentet til elektronet. Den klassiske teorien om elektron beskrev elektronet som en partikkel som går i bane rundt kjernen. Men med utviklingen av kvantemekanikk kan vi se at elektronet også kan oppføre seg som en bølge.
Figur 02: Elektron (i rødt) og atomkjerne (i blått) i et hydrogenatom
Videre har elektronet spesifikke energinivåer. Nå kan vi definere elektronets bane som sannsynlighetsfunksjonen for å finne elektronet rundt kjernen. Forskere konkluderer med at elektron oppfører seg som både en bølge og en partikkel. Når vi ser på et vandrende elektron, blir noen av bølgeegenskapene fremtredende enn partikkelegenskapene. Når vi vurderer interaksjonene, er partikkelegenskapene mer fremtredende enn bølgeegenskapene. Elektronet har en ladning på – 1,602 x 10-19 C. Det er den minste kostnaden et system kan få. Dessuten er alle andre ladninger multiplikasjoner av enhetsladningen til elektronet.
Hva er forskjellen mellom foton og elektron?
Foton er en type elementærpartikkel som fungerer som en energibærer, men elektronet er en subatomær partikkel som forekommer i alle atomene. Hovedforskjellen mellom foton og elektron er at fotonet er en energipakke mens elektronet er en masse. Dessuten har ikke fotonet en hvilemasse, men et elektron har en hvilemasse. Som en annen betydelig forskjell mellom foton og elektron, kan fotonet gå med lysets hastighet, men for et elektron er det teoretisk umulig å oppnå lysets hastighet.
I tillegg er en ytterligere forskjell mellom foton og elektron at fotonet viser flere bølgeegenskaper, mens elektronet viser flere partikkelegenskaper. Nedenfor er en infografikk om forskjellen mellom foton og elektron.
Sammendrag – Photon vs Electron
Foton er en elementær partikkel, og vi kan beskrive det som en energipakke mens elektronet er en subatomær partikkel med masse. Derfor kan vi si at nøkkelforskjellen mellom foton og elektron er at fotonet er en energipakke mens elektronet er en masse.
