Põhiline erinevus footoni ja elektroni vahel on see, et footon on energiapakett, elektron aga mass.
Elektron on subatomiline osake, mis mängib olulist rolli peaaegu kõiges. Footon on kontseptuaalne energiapakett, mis on kvantmehaanikas väga oluline. Elektron ja footon on kaks mõistet, mis arenesid kvantmehaanika arenguga suuresti. Nende mõistete õige mõistmine, kvantmehaanika, klassikalise mehaanika ja sellega seotud valdkondade õige mõistmine on ülioluline.
Mis on foton?
Photon on teema, mida käsitleme lainemehaanikas. Kvantteoorias võime jälgida, et lainetel on ka osakeste omadused. Footon on laine osake. See on kindel kogus energiat, mis sõltub ainult laine sagedusest. Footoni energia saame anda võrrandiga E=hf, kus E on footoni energia, h on Planki konstant ja f on laine sagedus.
Joonis 01: Footoni liikumine elektromagnetilise kiirgusena
Võime käsitleda footoneid kui energiapakette. Relatiivsusteooria arenedes avastasid teadlased, et ka lainetel on mass. Põhjus on selles, et lained käituvad ainega interaktsioonil osakestena. Footoni ülejäänud mass on aga null. Kui footon liigub valguse kiirusega, on selle relativistlik mass E/C2, kus E on footoni energia ja C on valguse kiirus vaakumis.
Mis on Electron?
Aatom koosneb positiivse laenguga tuumast ja sisaldab peaaegu kogu tuuma ümber tiirlevat massi ja elektrone. Nendel elektronidel on negatiivne laeng ja nad sisaldavad tuumaga võrreldes väga väikest massi. Elektroni puhkemass on 9,11 x 10-31 kilogrammi.
Elektron langeb subatomaarsete osakeste perekonna fermioonidesse. Pealegi on neil spin-na pooltäisarvu väärtused. Spinn on omadus, mis kirjeldab elektroni nurkimmenti. Klassikaline elektroniteooria kirjeldas elektroni kui osakest, mis tiirleb ümber tuuma. Kuid kvantmehaanika arenedes näeme, et elektron võib käituda ka lainena.
Joonis 02: Elektron (punane) ja aatomituum (sinine) vesinikuaatomis
Lisaks on elektronil spetsiifilised energiatasemed. Nüüd saame määratleda elektroni orbiidi kui tõenäosusfunktsiooni elektroni leidmisel tuuma ümber. Teadlased järeldavad, et elektron käitub nii laine kui ka osakesena. Rändava elektroni puhul muutuvad osa laineomadustest silmapaistvamaks kui osakeste omadused. Kui arvestame koostoimeid, on osakeste omadused silmatorkavamad kui laineomadused. Elektroni laeng on – 1,602 x 10-19 C. See on väikseim tasu, mida ükski süsteem võib saada. Pealegi on kõik muud laengud elektroni ühiklaengu korrutised.
Mis vahe on fotonil ja elektronil?
Footon on teatud tüüpi elementaarosake, mis toimib energiakandjana, kuid elektron on subatomaarne osake, mis esineb kõigis aatomites. Peamine erinevus footoni ja elektroni vahel on see, et footon on energiapakett, elektron aga mass. Pealegi ei ole footonil puhkemass, kuid elektronil on puhkemass. Teise olulise erinevusena footoni ja elektroni vahel võib footon liikuda valguse kiirusel, kuid elektroni puhul on teoreetiliselt võimatu saada valguse kiirust.
Lisaks on footoni ja elektroni erinevus veel selles, et footonil on rohkem laineomadusi, samas kui elektronil on rohkem osakeste omadusi. Allpool on infograafik footoni ja elektroni erinevuse kohta.
Kokkuvõte – foton vs elektron
Footon on elementaarosake ja me võime seda kirjeldada kui energiapaketti, samal ajal kui elektron on subatomiline osake, millel on mass. Seetõttu võime öelda, et peamine erinevus footoni ja elektroni vahel on see, et footon on energiapakett, elektron aga mass.
