Foton ve elektron arasındaki temel fark, elektron bir kütle iken fotonun bir enerji paketi olmasıdır.
Bir elektron, neredeyse her şeyde hayati bir rol oynayan atom altı bir parçacıktır. Foton, kuantum mekaniğinde çok önemli olan kavramsal bir enerji paketidir. Elektron ve foton, kuantum mekaniğinin gelişmesiyle büyük ölçüde gelişen iki kavramdır. Bu kavramları doğru bir şekilde anlamak, kuantum mekaniği, klasik mekanik ve ilgili alanları doğru anlamak çok önemlidir.
Foton Nedir?
Foton, dalga mekaniğinde tartıştığımız bir konudur. Kuantum teorisinde, dalgaların da parçacık özelliklerine sahip olduğunu gözlemleyebiliriz. Foton, dalganın parçacığıdır. Sadece dalganın frekansına bağlı olarak sabit bir enerji miktarıdır. Fotonun enerjisini E=hf denklemiyle verebiliriz, burada E fotonun enerjisidir, h Plank sabitidir ve f dalganın frekansıdır.
Şekil 01: Bir Fotonun Elektromanyetik Radyasyon Olarak Hareketi
Fotonları enerji paketleri olarak düşünebiliriz. Göreliliğin gelişmesiyle birlikte bilim adamları dalgaların da bir kütlesi olduğunu keşfettiler. Bunun nedeni, dalgaların madde ile etkileşimde parçacıklar gibi davranmasıdır. Ancak, bir fotonun kalan kütlesi sıfırdır. Bir foton ışık hızıyla hareket ederken, E/C2 göreli kütlesine sahiptir, burada E fotonun enerjisidir ve C boşluktaki ışığın hızıdır.
Elektron nedir?
Bir atom, pozitif yüklü bir çekirdekten oluşur ve çekirdeğin etrafında dönen kütlenin ve elektronların neredeyse tamamını içerir. Bu elektronların negatif yükü vardır ve çekirdeğe kıyasla çok az miktarda kütle içerirler. Bir elektronun durgun kütlesi 9.11 x 10-31 kilogramdır.
Elektron atom altı parçacık ailesi fermiyonlarına girer. Ayrıca spin olarak yarı tamsayı değerlerine sahiptirler. Spin, elektronun açısal momentumunu tanımlayan bir özelliktir. Klasik elektron teorisi, elektronu çekirdeğin etrafında dönen bir parçacık olarak tanımladı. Ancak kuantum mekaniğinin gelişmesiyle birlikte elektronun da bir dalga gibi davranabildiğini görebiliriz.
Şekil 02: Hidrojen Atomunda Elektron (kırmızı) ve Atom Çekirdeği (mavi)
Ayrıca, elektronun belirli enerji seviyeleri vardır. Şimdi, elektronun yörüngesini, elektronu çekirdeğin etrafında bulmanın olasılık fonksiyonu olarak tanımlayabiliriz. Bilim adamları, elektronun hem dalga hem de parçacık gibi davrandığı sonucuna varıyor. Hareket eden bir elektronu düşündüğümüzde, bazı dalga özellikleri parçacık özelliklerinden daha belirgin hale gelir. Etkileşimleri düşündüğümüzde, parçacık özellikleri dalga özelliklerinden daha belirgindir. Elektronun yükü – 1.602 x 10-19 C. Herhangi bir sistemin elde edebileceği en küçük yük miktarıdır. Ayrıca, diğer tüm yükler elektronun birim yükünün çarpımlarıdır.
Foton ve Elektron Arasındaki Fark Nedir?
Foton, enerji taşıyıcısı olarak hareket eden bir temel parçacık türüdür, ancak elektron tüm atomlarda meydana gelen atom altı bir parçacıktır. Foton ve elektron arasındaki temel fark, elektron bir kütle iken fotonun bir enerji paketi olmasıdır. Ayrıca fotonun durgun kütlesi yoktur, ancak elektronun durgun kütlesi vardır. Foton ve elektron arasındaki bir diğer önemli fark olarak, foton ışık hızında gidebilir, ancak bir elektron için ışık hızını elde etmek teorik olarak imkansızdır.
Ayrıca, foton ve elektron arasındaki diğer bir fark, fotonun daha fazla dalga özelliği göstermesi, elektronun ise daha fazla parçacık özelliği göstermesidir. Aşağıda foton ve elektron arasındaki farkla ilgili bir infografik var.
Özet – Foton ve Elektron
Foton temel bir parçacıktır ve elektronun kütlesi olan atom altı bir parçacık olduğu halde onu bir enerji paketi olarak tanımlayabiliriz. Bu nedenle, foton ve elektron arasındaki temel farkın, elektron bir kütle iken fotonun bir enerji paketi olduğunu söyleyebiliriz.
