Фотон мен кванттық арасындағы негізгі айырмашылық фотон элементар бөлшек, ал квант шама өлшемі болып табылады.
Фтон – элементар бөлшек, ал кванттық – энергиясы жинақталған дискретті пакет. Фотон және квант қазіргі физикадағы өте маңызды екі ұғым. Сонымен қатар, бұл ұғымдар кванттық физика, кванттық химия, электромагниттік теория, оптика, бөлшектер физикасы және т.б. сияқты салаларда кеңінен пайдалы. Бұл ұғымдар LASER, жоғары ажыратымдылықтағы микроскопия, молекулалық өлшемдерді өлшеу сияқты көптеген нақты қолданбаларда да маңызды. қашықтық, кванттық криптография және фотохимия.
Фотон дегеніміз не?
Фотон – ішкі құрылымы жоқ элементар бөлшек. Элементар бөлшектер – ғаламның құрылыс материалы; барлық басқа бөлшектер осы бөлшектерден жасалған. Фотондар элементар бозондар категориясына жатады. Альберт Эйнштейн қазіргі заманғы фотондар тұжырымдамасының атасы. Ол осы тұжырымдаманы жарықтың классикалық толқындық үлгісіне сәйкес келмейтін эксперименттік бақылауларды түсіндіру үшін пайдаланды.
Фотон - тыныштық массасы нөлге тең бөлшек, бірақ оның релятивистік массасы бар. Сонымен қатар, оның электр заряды жоқ. Оның үстіне ол кеңістікте өздігінен ыдырамайды. Оның үстіне ол кеңістікте жарық жылдамдығымен қозғалады. Фотонның энергиясын E=hf арқылы таба аламыз, мұндағы E - энергия, f - фотонның жиілігі және h - Планк тұрақтысы. Бұл теңдеуді E=hc/λ түрінде де беруге болады, мұндағы жарық жылдамдығы c және λ толқын ұзындығы.
01-сурет: Электрон жоғары энергия деңгейінен төмен энергия деңгейіне ауысқанда, фотон шығарылады (оның hv энергиясы бар)
Сонымен қатар, фотондар, барлық басқа кванттық нысандар сияқты, толқын тәрізді және бөлшектерге ұқсас қасиеттерді көрсетеді. Және бұл қос толқынды-бөлшектік табиғат - фотонның толқындық-бөлшектік дуализмі деп атайтын ұғым. Фотондар көптеген табиғи процестерде шығарылады; мысалы, зарядты жеделдету кезінде, төменгі деңгейге молекулалық, атомдық немесе ядролық ауысу кезінде және бөлшек пен оған сәйкес антибөлшек аннигиляцияда болғанда.
Квант дегеніміз не?
Квант термині «қанша» дегенді білдіретін латынның «quantus» сөзінен шыққан. Квант - энергиясы жинақталған «дискретті пакет». Заттың энергиясы үздіксіз емес. Бұл энергияның кез келген мөлшерін беру мүмкін емес дегенді білдіреді. Ғалымдар энергияның квантталғанын және ол hf өлшемді дискретті бірліктерде (немесе пакеттерде) тасымалданатынын анықтады. Біз энергия пакеттерінің әрқайсысын «квант» деп атаймыз.
02-сурет: толқындар пакеті кванттық бөлшекті білдіреді
Мысалы, фотон – жарықтың жалғыз кванты. Кванттың көпше түрі квант. Макс Планк кванттау түсінігін ашты. Ол бұл ұғымды қыздырылған объектілерден сәуле шығаруды түсіндіру үшін пайдаланды; біз мұны қара дененің сәулеленуі деп атаймыз.
Фотон мен кванттың айырмашылығы неде?
Фтон электромагниттік сәулеленудің ең кіші дискретті мөлшері немесе кванты, ал кванттық энергияның ол көрсететін сәулелену жиілігіне пропорционалды дискретті мөлшері. Демек, фотон мен квант арасындағы негізгі айырмашылық фотон элементар бөлшек, ал квант сан өлшемі болып табылады.
Сонымен қатар фотон мен кванттық арасындағы тағы бір маңызды айырмашылық фотон электромагниттік сәулелену кванты ретінде маңызды, ал кванттық субатомдық шкаладағы шаманы өлшеу үшін маңызды.
Қорытынды – Фотон және кванттық
Біз квантты шама өлшемі ретінде сипаттай аламыз, бірақ фотон шаманың өлшемі туралы емес. Шын мәнінде, біз фотонды энергия кванты ретінде сипаттай аламыз. Демек, фотон мен квант арасындағы негізгі айырмашылық фотон элементар бөлшек, ал кванттық шама өлшемі болып табылады.
