Dallimi kryesor midis fotonit dhe elektronit është se fotoni është një paketë energjie ndërsa elektroni është një masë.
Një elektron është një grimcë nënatomike që luan një rol jetësor pothuajse në çdo gjë. Fotoni është një paketë konceptuale e energjisë, e cila është shumë e rëndësishme në mekanikën kuantike. Elektroni dhe fotoni janë dy koncepte që u zhvilluan shumë me zhvillimin e mekanikës kuantike. Është jetike që të kemi një kuptim të duhur të këtyre koncepteve, për të kuptuar siç duhet fushën e mekanikës kuantike, mekanikës klasike dhe fushave të ngjashme.
Çfarë është Fotoni?
Fotoni është një temë që diskutojmë në mekanikën valore. Në teorinë kuantike, ne mund të vërejmë se valët gjithashtu kanë veti të grimcave. Fotoni është grimca e valës. Është një sasi fikse energjie që varet vetëm nga frekuenca e valës. Ne mund ta japim energjinë e fotonit me ekuacionin E=hf, ku E është energjia e fotonit, h është konstanta e Plankut dhe f është frekuenca e valës.
Figura 01: Lëvizja e një fotoni si rrezatim elektromagnetik
Mund t'i konsiderojmë fotonet si pako energjie. Me zhvillimin e relativitetit, shkencëtarët zbuluan se valët gjithashtu kanë një masë. Kjo është për shkak se valët sillen si grimca në ndërveprimet me materien. Megjithatë, masa e mbetur e një fotoni është zero. Kur një foton lëviz me shpejtësinë e dritës, ai ka një masë relativiste prej E/C2, ku E është energjia e fotonit dhe C është shpejtësia e dritës në vakum.
Çfarë është Electron?
Një atom përbëhet nga një bërthamë që ka një ngarkesë pozitive dhe përmban pothuajse të gjithë masën dhe elektronet që rrotullohen rreth bërthamës. Këto elektrone kanë një ngarkesë negative dhe përmbajnë një masë shumë të vogël në krahasim me bërthamën. Një elektron ka një masë pushimi prej 9,11 x 10-31kilogram.
Elektroni bie në fermionet e familjes së grimcave nënatomike. Për më tepër, ato kanë vlera gjysmë të plota si spin. Spin është një veti që përshkruan momentin këndor të elektronit. Teoria klasike e elektronit e përshkroi elektronin si një grimcë që rrotullohet rreth bërthamës. Megjithatë, me zhvillimin e mekanikës kuantike, ne mund të shohim se elektroni gjithashtu mund të sillet si valë.
Figura 02: Elektroni (me të kuqe) dhe bërthama atomike (me blu) në një atom hidrogjeni
Më tej, elektroni ka nivele specifike të energjisë. Tani, ne mund ta përcaktojmë orbitën e elektronit si funksionin e probabilitetit të gjetjes së elektronit rreth bërthamës. Shkencëtarët arrijnë në përfundimin se elektroni sillet edhe si valë edhe si grimcë. Kur marrim parasysh një elektron udhëtues, disa nga vetitë e valës bëhen të dukshme se vetitë e grimcave. Kur marrim parasysh ndërveprimet, vetitë e grimcave janë më të spikatura sesa vetitë e valës. Elektroni ka një ngarkesë prej – 1,602 x 10-19 C. Është sasia më e vogël e ngarkesës që çdo sistem mund të marrë. Për më tepër, të gjitha ngarkesat e tjera janë shumëzime të ngarkesës njësi të elektronit.
Cili është ndryshimi midis fotonit dhe elektronit?
Fotoni është një lloj grimce elementare që vepron si bartës i energjisë, por elektroni është një grimcë nënatomike që gjendet në të gjitha atomet. Dallimi kryesor midis fotonit dhe elektronit është se fotoni është një paketë energjie ndërsa elektroni është një masë. Për më tepër, fotoni nuk ka një masë pushimi, por një elektron ka një masë pushimi. Si një ndryshim tjetër domethënës midis fotonit dhe elektronit, fotoni mund të shkojë me shpejtësinë e dritës, por për një elektron, teorikisht është e pamundur të merret shpejtësia e dritës.
Për më tepër, një ndryshim i mëtejshëm midis fotonit dhe elektronit është se fotoni shfaq më shumë veti valore ndërsa elektroni shfaq më shumë veti të grimcave. Më poshtë është një infografik mbi ndryshimin midis fotonit dhe elektronit.
Përmbledhje – Fotoni kundër elektronit
Fotoni është një grimcë elementare, dhe ne mund ta përshkruajmë atë si një paketë energjie ndërsa elektroni është një grimcë nënatomike që ka një masë. Prandaj, mund të themi se ndryshimi kryesor midis fotonit dhe elektronit është se fotoni është një paketë energjie ndërsa elektroni është një masë.
