ההבדל העיקרי בין פוטון לאלקטרון הוא שפוטון הוא חבילת אנרגיה בעוד שהאלקטרון הוא מסה.
אלקטרון הוא חלקיק תת-אטומי שממלא תפקיד חיוני כמעט בכל דבר. הפוטון הוא חבילת אנרגיה מושגית, שהיא חשובה מאוד במכניקת הקוונטים. אלקטרונים ופוטון הם שני מושגים שהתפתחו מאוד עם התפתחות מכניקת הקוונטים. חיוני להבנה נכונה של מושגים אלה, להבין את תחום מכניקת הקוונטים, המכניקה הקלאסית ותחומים קשורים כהלכה.
מה זה פוטון?
צילום הוא נושא שאנו דנים בו במכניקת גלים.בתורת הקוונטים, אנו יכולים לראות שלגלים יש גם תכונות חלקיקים. הפוטון הוא חלקיק הגל. זוהי כמות קבועה של אנרגיה תלויה רק בתדירות הגל. נוכל לתת את האנרגיה של הפוטון באמצעות המשוואה E=hf, כאשר E היא האנרגיה של הפוטון, h הוא קבוע הפלנק, ו-f הוא תדר הגל.
איור 01: תנועת פוטון כקרינה אלקטרומגנטית
אנו יכולים לראות בפוטונים חבילות של אנרגיה. עם התפתחות תורת היחסות, מדענים גילו שגם לגלים יש מסה. זה בגלל שגלים מתנהגים כחלקיקים באינטראקציות עם חומר. עם זאת, מסת המנוחה של פוטון היא אפס. כאשר פוטון נע במהירות האור, יש לו מסה רלטיבית של E/C2, כאשר E היא האנרגיה של הפוטון ו-C היא מהירות האור בוואקום.
מהו אלקטרון?
אטום מורכב מגרעין בעל מטען חיובי, והוא מכיל כמעט את כל המסה והאלקטרונים שמסתובבים סביב הגרעין. לאלקטרונים אלה יש מטען שלילי, והם מכילים כמות קטנה מאוד של מסה בהשוואה לגרעין. לאלקטרון מסת מנוחה של 9.11 x 10-31 kilograms.
האלקטרון נופל לתוך הפרמיונים של משפחת החלקיקים התת-אטומיים. יתר על כן, יש להם ערכי חצי מספר שלם כספין. הספין הוא תכונה המתארת את התנע הזוויתי של האלקטרון. התיאוריה הקלאסית של האלקטרון תיארה את האלקטרון כחלקיק הסובב סביב הגרעין. עם זאת, עם התפתחות מכניקת הקוונטים, אנו יכולים לראות שהאלקטרון יכול להתנהג גם כגל.
איור 02: אלקטרון (באדום) וגרעין אטומי (בכחול) באטום מימן
יתר על כן, לאלקטרון יש רמות אנרגיה ספציפיות. כעת, אנו יכולים להגדיר את מסלול האלקטרון כפונקציית ההסתברות למציאת האלקטרון סביב הגרעין. מדענים מסיקים שהאלקטרון מתנהג כגל וגם כחלקיק. כאשר אנו רואים אלקטרון נע, חלק מתכונות הגל הופכות בולטות מתכונות החלקיקים. כאשר אנו בוחנים את האינטראקציות, תכונות החלקיקים בולטות יותר מתכונות הגל. לאלקטרון יש מטען של – 1.602 x 10-19 C. זוהי כמות הטעינה הקטנה ביותר שכל מערכת יכולה להשיג. יתרה מכך, כל המטענים האחרים הם הכפלות של יחידת המטען של האלקטרון.
מה ההבדל בין פוטון לאלקרון?
פוטון הוא סוג של חלקיק יסודי הפועל כנשא של אנרגיה, אך האלקטרון הוא חלקיק תת-אטומי המופיע בכל האטומים. ההבדל העיקרי בין פוטון לאלקטרון הוא שהפוטון הוא חבילת אנרגיה בעוד שהאלקטרון הוא מסה.יתרה מכך, לפוטון אין מסת מנוחה, אלא לאלקטרון יש מסת מנוחה. כהבדל משמעותי נוסף בין פוטון לאלקטרון, הפוטון יכול לעבור במהירות האור, אבל עבור אלקטרון, תיאורטית זה בלתי אפשרי להשיג את מהירות האור.
יתר על כן, הבדל נוסף בין פוטון לאלקטרון הוא שהפוטון מציג יותר תכונות גל ואילו האלקטרון מציג יותר תכונות חלקיקים. להלן אינפוגרפיקה על ההבדל בין פוטון לאקטרון.
סיכום – פוטון נגד אלקטרון
פוטון הוא חלקיק יסודי, ואנחנו יכולים לתאר אותו כחבילת אנרגיה בעוד שהאלקטרון הוא חלקיק תת-אטומי בעל מסה. לכן, אנו יכולים לומר שההבדל העיקרי בין פוטון לאלקרון הוא שהפוטון הוא חבילת אנרגיה ואילו האלקטרון הוא מסה.
