Sự khác biệt giữa Photon và Lượng tử

Các sự khác biệt chính giữa photon và lượng tử là thế photon là một hạt cơ bản, trong khi lượng tử là thước đo đại lượng.

Photon là một hạt cơ bản trong khi lượng tử là một gói rời rạc với năng lượng được lưu trữ trong đó. Photon và lượng tử là hai khái niệm rất quan trọng trong vật lý hiện đại. Hơn nữa, các khái niệm này rất hữu ích trong các lĩnh vực như vật lý lượng tử, hóa học lượng tử, lý thuyết điện từ, quang học, vật lý hạt, v.v. Những khái niệm này cũng rất quan trọng trong nhiều ứng dụng trong thế giới thực như LASER, kính hiển vi độ phân giải cao, phép đo phân tử khoảng cách, mật mã lượng tử và quang hóa.

NỘI DUNG

1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Photon là gì 
3. Lượng tử là gì 
4. So sánh cạnh nhau - Photon vs Lượng tử ở dạng bảng
5. Tóm tắt

Photon là gì?

Photon là một hạt cơ bản không có cấu trúc phụ. Các hạt cơ bản là các khối xây dựng của vũ trụ; tất cả các hạt khác được làm từ các hạt này. Photon thuộc về loại boson sơ cấp. Albert Einstein là cha đẻ của khái niệm photon hiện đại. Ông đã sử dụng khái niệm này để giải thích những quan sát thực nghiệm không phù hợp với mô hình sóng cổ điển của ánh sáng.

Một photon là một hạt có khối lượng nghỉ bằng không, nhưng nó có khối lượng tương đối tính. Ngoài ra, nó không có điện tích. Bên cạnh đó, nó không phân rã một cách tự nhiên trong không gian. Hơn nữa, nó di chuyển với tốc độ ánh sáng trong không gian. Chúng ta có thể tìm thấy năng lượng của một photon bằng E = hf, trong đó E là năng lượng, f là tần số của photon và h là hằng số Plank. Chúng ta cũng có thể đưa ra phương trình này dưới dạng E = hc /, trong đó tốc độ của ánh sáng là c và là bước sóng.

Hình 01: Khi Electron chuyển từ mức năng lượng cao sang mức năng lượng thấp, một Photon được phát ra (nó có năng lượng hv)

Hơn nữa, các photon, giống như tất cả các vật thể lượng tử khác, thể hiện các tính chất giống như sóng và hạt. Và, bản chất hạt sóng kép này là khái niệm mà chúng ta gọi là lưỡng tính sóng hạt của một photon. Photon được phát ra trong nhiều quá trình tự nhiên; ví dụ, khi tăng tốc điện tích, trong quá trình chuyển tiếp phân tử, nguyên tử hoặc hạt nhân xuống mức thấp hơn và khi một hạt và phản hạt tương ứng của nó ở trạng thái hủy.

Lượng tử là gì?

Thuật ngữ lượng tử xuất phát từ tiếng Latin 'quantus' có nghĩa là 'bao nhiêu'. Một lượng tử là "một gói rời rạc" với năng lượng được lưu trữ trong đó. Năng lượng của vật chất không liên tục. Điều đó có nghĩa là việc chuyển bất kỳ số lượng năng lượng là không thể. Các nhà khoa học phát hiện ra rằng năng lượng được lượng tử hóa và nó chuyển thành các đơn vị (hoặc gói) riêng biệt có kích thước hf. Chúng tôi gọi mỗi gói năng lượng là 'lượng tử'.

Hình 02: Gói sóng đại diện cho hạt lượng tử 

Ví dụ, một photon là một lượng tử ánh sáng. Số nhiều của lượng tử là lượng tử. Max Plank đã khám phá ra khái niệm lượng tử hóa. Ông đã sử dụng khái niệm này để giải thích sự phát xạ bức xạ từ các vật thể nóng; chúng tôi gọi đây là bức xạ cơ thể màu đen.

Sự khác biệt giữa Photon và Lượng tử là gì?

Photon là lượng hoặc lượng tử riêng biệt nhỏ nhất của bức xạ điện từ trong khi lượng tử là một lượng năng lượng riêng biệt tỷ lệ thuận với tần số của bức xạ mà nó đại diện. Do đó, sự khác biệt chính giữa photon và lượng tử là photon là hạt cơ bản, trong khi lượng tử là thước đo đại lượng.

Hơn nữa, một sự khác biệt đáng kể khác giữa photon và lượng tử là photon quan trọng như một lượng tử của bức xạ điện từ trong khi lượng tử là quan trọng để đo đại lượng ở quy mô hạ nguyên tử.

Tóm tắt - Photon vs Lượng tử

Chúng ta có thể mô tả lượng tử như một thước đo đại lượng, nhưng một photon không phải là thước đo đại lượng. Trên thực tế, chúng ta có thể mô tả photon như một lượng tử năng lượng. Do đó, sự khác biệt chính giữa photon và lượng tử là photon là hạt cơ bản, trong khi lượng tử là thước đo đại lượng.

Tài liệu tham khảo:

1. Jones, Andrew Zimmerman. Một Photon trong Vật lý là gì? Th thinkCo, ngày 3 tháng 9 năm 2018, Có sẵn tại đây.

Hình ảnh lịch sự:

1. xông hơi AtomicLineSpEm (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia
2. Wavelet 'bởi Thierry Dugnolle - Công việc riêng (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia