Foton ve kuantum arasındaki temel fark, fotonun temel bir parçacık olması, kuantumun ise bir nicelik ölçüsü olmasıdır.
Foton temel bir parçacıkken kuantum, içinde enerji depolanmış ayrı bir pakettir. Foton ve kuantum, modern fizikte çok önemli iki kavramdır. Ayrıca, bu kavramlar kuantum fiziği, kuantum kimyası, elektromanyetik teori, optik, parçacık fiziği vb. gibi alanlarda yaygın olarak faydalıdır. Bu kavramlar, LAZER'ler, yüksek çözünürlüklü mikroskopi, moleküler ölçümler gibi birçok gerçek dünya uygulamasında da önemlidir. mesafeler, kuantum kriptografisi ve fotokimya.
Foton Nedir?
Foton, alt yapısı olmayan temel bir parçacıktır. Temel parçacıklar evrenin yapı taşlarıdır; diğer tüm parçacıklar bu parçacıklardan yapılmıştır. Fotonlar, temel bozonlar kategorisine aittir. Albert Einstein, modern foton kavramının babasıdır. Bu kavramı, ışığın klasik dalga modeline uymayan deneysel gözlemleri açıklamak için kullandı.
Bir foton, sıfır durgun kütlesi olan bir parçacıktır, ancak göreceli bir kütlesi vardır. Ayrıca, elektrik yükü yoktur. Ayrıca uzayda kendiliğinden bozulmaz. Ayrıca uzayda ışık hızında hareket eder. Bir fotonun enerjisini E=hf ile bulabiliriz, burada E enerjidir, f fotonun frekansıdır ve h Plank sabitidir. Bu denklemi, ışık hızının c ve λ'nın dalga boyu olduğu E=hc/λ biçiminde de verebiliriz.
Şekil 01: Bir Elektron Yüksek Enerji Düzeyinden Düşük Enerji Düzeyine Hareket ettiğinde, bir Foton Yayılır (hv enerjisine sahiptir)
Ayrıca, fotonlar, diğer tüm kuantum nesneleri gibi, dalga benzeri ve parçacık benzeri özellikler sergiler. Ve bu ikili dalga-parçacık doğası, bir fotonun dalga-parçacık ikiliği dediğimiz kavramdır. Fotonlar birçok doğal süreçte yayılır; örneğin, bir yükü hızlandırırken, moleküler, atomik veya nükleer bir geçiş sırasında daha düşük bir seviyeye geçiş sırasında ve bir parçacık ve ona karşılık gelen antiparçacık yok olurken.
Kuantum nedir?
Kuantum terimi, "ne kadar" anlamına gelen Latince "kuantus" kelimesinden gelir. Kuantum, içinde depolanan enerjiye sahip 'ayrık bir paket'tir. Maddenin enerjisi sürekli değildir. Bu, herhangi bir miktarda enerjinin transferinin mümkün olmadığı anlamına gelir. Bilim adamları, enerjinin nicelleştirildiğini ve hf boyutundaki ayrı birimler (veya paketler) halinde aktarıldığını keşfettiler. Enerji paketlerinin her birine 'kuantum' diyoruz.
Şekil 02: Bir Dalga Paketi Bir Kuantum Parçacıkını Temsil Ediyor
Örneğin, bir foton tek bir ışık kuantumudur. Kuantum'un çoğulu quanta'dır. Max Plank kuantizasyon kavramını keşfetti. Bu kavramı, ısıtılmış nesnelerden yayılan radyasyonu açıklamak için kullandı; biz buna siyah cisim radyasyonu diyoruz.
Foton ve Kuantum Arasındaki Fark Nedir?
Foton, elektromanyetik radyasyonun en küçük ayrık miktarı veya kuantumudur, kuantum ise büyüklüğü temsil ettiği radyasyonun frekansıyla orantılı ayrı bir enerji miktarıdır. Bu nedenle, foton ve kuantum arasındaki temel fark, fotonun temel bir parçacık olması, kuantum ise bir nicelik ölçüsü olmasıdır.
Ayrıca, foton ve kuantum arasındaki bir diğer önemli fark, fotonun elektromanyetik radyasyonun bir kuantumu kadar önemli olması, kuantumun ise atom altı ölçekte miktarı ölçmek için önemli olmasıdır.
Özet – Foton ve Kuantum
Kuantumu bir miktar ölçüsü olarak tanımlayabiliriz, ancak bir foton bir miktar ölçüsü ile ilgili değildir. Aslında fotonu bir enerji kuantumu olarak tanımlayabiliriz. Dolayısıyla, foton ve kuantum arasındaki temel fark, fotonun temel bir parçacık olması, kuantumun ise bir nicelik ölçüsü olmasıdır.
