La diferència clau entre el fotó i el quàntic és que el fotó és una partícula elemental, mentre que el quàntic és una mesura de la quantitat.
El fotó és una partícula elemental mentre que el quàntic és un paquet discret amb energia emmagatzemada en ell. El fotó i el quàntic són dos conceptes molt importants en la física moderna. A més, aquests conceptes són àmpliament útils en camps com la física quàntica, la química quàntica, la teoria electromagnètica, l'òptica, la física de partícules, etc. Aquests conceptes també són importants en moltes aplicacions del món real com ara LASER, microscòpia d' alta resolució, mesures de moleculars. distàncies, criptografia quàntica i fotoquímica.
Què és Photon?
El fotó és una partícula elemental que no té subestructura. Les partícules elementals són els blocs de construcció de l'univers; totes les altres partícules estan fetes d'aquestes partícules. Els fotons pertanyen a la categoria dels bosons elementals. Albert Einstein és el pare del concepte modern de fotons. Va utilitzar aquest concepte per explicar observacions experimentals que no encaixaven amb el model ondulatori clàssic de la llum.
Un fotó és una partícula amb una massa en repòs zero, però té una massa relativista. A més, no té càrrega elèctrica. A més, no decau espontàniament a l'espai. A més, es mou a la velocitat de la llum a l'espai. Podem trobar l'energia d'un fotó per E=hf, on E és energia, f és la freqüència del fotó i h és la constant de Plank. També podem donar aquesta equació en la forma E=hc/λ, on la velocitat de la llum és c i λ és la longitud d'ona.
Figura 01: quan un electró es mou d'un nivell d'energia alt a un nivell d'energia baix, s'emet un fotó (té energia hv)
A més, els fotons, com tots els altres objectes quàntics, presenten propietats semblants a les ones i a les partícules. I aquesta naturalesa dual ona-partícula és el concepte que anomenem dualitat ona-partícula d'un fotó. Els fotons s'emeten en molts processos naturals; per exemple, quan s'accelera una càrrega, durant una transició molecular, atòmica o nuclear a un nivell inferior, i quan una partícula i la seva antipartícula corresponent estan en aniquilació.
Què és Quantum?
El terme quàntic prové del llatí "quantus" que significa "quant". Un quàntic és "un paquet discret" amb energia emmagatzemada en ell. L'energia de la matèria no és contínua. Això vol dir que la transferència de qualsevol quantitat d'energia no és possible. Els científics van descobrir que l'energia es quantifica i es transfereix en unitats discretes (o paquets) de mida hf. Anomenem "quàntic" a cadascun dels paquets d'energia.
Figura 02: un paquet d'ona representa una partícula quàntica
Per exemple, un fotó és un únic quàntic de llum. El plural de quàntic és quanta. Max Plank va descobrir el concepte de quantització. Va utilitzar aquest concepte per explicar l'emissió de radiació dels objectes escalfats; anomenem aquesta radiació del cos negre.
Quina diferència hi ha entre el fotó i el quàntic?
Fotó és la quantitat discreta més petita o quàntica de radiació electromagnètica mentre que la quàntica és una quantitat discreta d'energia proporcional en magnitud a la freqüència de la radiació que representa. Per tant, la diferència clau entre el fotó i el quàntic és que el fotó és una partícula elemental, mentre que el quàntic és una mesura de la quantitat.
A més, una altra diferència significativa entre el fotó i el quàntic és que el fotó és important com a quàntic de radiació electromagnètica, mentre que el quàntic és important per mesurar la quantitat a escala subatòmica.
Resum – Photon vs Quantum
Podem descriure el quàntic com una mesura de quantitat, però un fotó no tracta d'una mesura de quantitat. De fet, podem descriure el fotó com un quàntic d'energia. Per tant, la diferència clau entre el fotó i el quàntic és que el fotó és una partícula elemental, mentre que el quàntic és una mesura de la quantitat.
