Tofauti kuu kati ya fotoni na elektroni ni kwamba fotoni ni pakiti ya nishati wakati elektroni ni wingi.
Elektroni ni chembe ndogo ndogo ambayo ina jukumu muhimu katika takriban kila kitu. Photon ni pakiti ya dhana ya nishati, ambayo ni muhimu sana katika mechanics ya quantum. Elektroni na fotoni ni dhana mbili zilizokuzwa sana na maendeleo ya mechanics ya quantum. Ni muhimu kuwa na uelewa sahihi wa dhana hizi, kuelewa uga wa mekanika wa quantum, ufundi wa kitaalamu na nyanja zinazohusiana ipasavyo.
Photon ni nini?
Photon ni mada ambayo tunajadili katika mechanics ya wimbi. Katika nadharia ya quantum, tunaweza kuona kwamba mawimbi pia yana mali ya chembe. Photon ni chembe ya wimbi. Ni kiasi maalum cha nishati kulingana na mzunguko wa wimbi. Tunaweza kutoa nishati ya fotoni kwa mlinganyo E=hf, ambapo E ni nishati ya fotoni, h ni Plank isiyobadilika, na f ni marudio ya wimbi.
Kielelezo 01: Mwendo wa Photoni kama Mionzi ya Kiumeme
Tunaweza kuzingatia fotoni kama pakiti za nishati. Pamoja na maendeleo ya uhusiano, wanasayansi waligundua kwamba mawimbi pia yana wingi. Ni kwa sababu mawimbi hutenda kama chembe kwenye mwingiliano na maada. Walakini, misa iliyobaki ya fotoni ni sifuri. Fotoni inaposonga na kasi ya mwanga, huwa na wingi wa relativitiki wa E/C2, ambapo E ni nishati ya fotoni na C ni kasi ya mwanga katika utupu.
Elektroni ni nini?
Atomu huwa na kiini ambacho kina chaji chanya, na ina takriban misa yote na elektroni zinazozunguka kiini. Elektroni hizi zina chaji hasi, na zina kiasi kidogo sana cha misa ikilinganishwa na kiini. Elektroni ina uzito wa kupumzika wa 9.11 x 10-31 kilogram.
Elektroni huangukia kwenye chembe ndogo za familia za femu. Zaidi ya hayo, zina thamani ya nusu-jumla kama spin. Spin ni mali inayoelezea kasi ya angular ya elektroni. Nadharia ya kitamaduni ya elektroni ilielezea elektroni kama chembe inayozunguka kiini. Hata hivyo, pamoja na maendeleo ya mechanics ya quantum, tunaweza kuona kwamba elektroni pia inaweza kufanya kazi kama wimbi.
Mchoro 02: Elektroni (katika nyekundu) na Nucleus ya Atomiki (ya bluu) katika Atomu ya Haidrojeni
Zaidi ya hayo, elektroni ina viwango mahususi vya nishati. Sasa, tunaweza kufafanua obiti ya elektroni kama kazi ya uwezekano wa kupata elektroni karibu na kiini. Wanasayansi wanahitimisha kuwa elektroni hufanya kama wimbi na chembe. Tunapozingatia elektroni inayosafiri, baadhi ya sifa za wimbi huwa maarufu kuliko sifa za chembe. Tunapozingatia mwingiliano, mali ya chembe ni maarufu zaidi kuliko mali ya wimbi. Elektroni ina chaji ya - 1.602 x 10-19 C. Ni kiasi kidogo zaidi cha malipo ambayo mfumo wowote unaweza kupata. Zaidi ya hayo, malipo mengine yote ni kuzidisha chaji ya kitengo cha elektroni.
Nini Tofauti Kati ya Photon na Electron?
Photon ni aina ya chembe ya msingi ambayo hufanya kazi kama mtoaji wa nishati, lakini elektroni ni chembe ndogo ndogo ambayo hutokea katika atomi zote. Tofauti kuu kati ya photon na elektroni ni kwamba photon ni pakiti ya nishati wakati elektroni ni molekuli. Kwa kuongeza, photon haina misa ya kupumzika, lakini elektroni ina misa ya kupumzika. Kama tofauti nyingine kubwa kati ya fotoni na elektroni, fotoni inaweza kwenda kwa kasi ya mwanga, lakini kwa elektroni, kinadharia haiwezekani kupata kasi ya mwanga.
Aidha, tofauti zaidi kati ya fotoni na elektroni ni kwamba fotoni huonyesha sifa zaidi za mawimbi ilhali elektroni huonyesha sifa zaidi za chembe. Ifuatayo ni maelezo kuhusu tofauti kati ya fotoni na elektroni.
Muhtasari – Photon vs Electron
Photon ni chembe msingi, na tunaweza kuifafanua kama pakiti ya nishati ilhali elektroni ni chembe ndogo ya atomiki yenye misa. Kwa hiyo, tunaweza kusema kwamba tofauti muhimu kati ya photon na elektroni ni kwamba photon ni pakiti ya nishati wakati elektroni ni molekuli.
