الفرق الرئيسي بين الفوتون والكم هو أن الفوتون هو جسيم أولي ، في حين أن الكم هو مقياس للكمية.
الفوتون هو جسيم أولي بينما الكم هو حزمة منفصلة مع الطاقة المخزنة فيه. الفوتون والكم مفهومان مهمان للغاية في الفيزياء الحديثة. علاوة على ذلك ، هذه المفاهيم مفيدة على نطاق واسع في مجالات مثل فيزياء الكم ، كيمياء الكم ، النظرية الكهرومغناطيسية ، البصريات ، فيزياء الجسيمات ، إلخ. هذه المفاهيم مهمة أيضًا في العديد من تطبيقات العالم الحقيقي مثل الليزر ، الفحص المجهري عالي الدقة ، قياسات الجزيئات المسافات والتشفير الكمومي والكيمياء الضوئية.
ما هو الفوتون؟
الفوتون هو جسيم أولي لا يحتوي على بنية تحتية. الجسيمات الأولية هي اللبنات الأساسية للكون. كل الجسيمات الأخرى مصنوعة من هذه الجسيمات. تنتمي الفوتونات إلى فئة البوزونات الأولية. ألبرت أينشتاين هو والد المفهوم الحديث للفوتونات. استخدم هذا المفهوم لشرح الملاحظات التجريبية التي لا تتناسب مع نموذج الموجة الكلاسيكي للضوء.
الفوتون هو جسيم ذو كتلة سكون صفرية ، لكن له كتلة نسبية. كما أنه لا يحتوي على شحنة كهربائية. إلى جانب ذلك ، لا تتحلل تلقائيًا في الفضاء. علاوة على ذلك ، فهو يتحرك بسرعة الضوء في الفضاء. يمكننا إيجاد طاقة الفوتون بواسطة E=hf ، حيث E هي الطاقة ، و f هو تردد الفوتون و h ثابت بلانك. يمكننا أيضًا إعطاء هذه المعادلة بالصيغة E=hc / λ ، حيث تكون سرعة الضوء c و λ طول الموجة.
الشكل 01: عندما ينتقل الإلكترون من مستوى طاقة مرتفع إلى مستوى طاقة منخفض ، ينبعث فوتون (يحتوي على طاقة عالية الجهد)
علاوة على ذلك ، تُظهر الفوتونات ، مثل جميع الأجسام الكمومية الأخرى ، خصائص تشبه الموجة والجسيمات. وهذه الطبيعة الموجية المزدوجة للجسيم هي المفهوم الذي نسميه ازدواجية موجة-جسيم للفوتون. تنبعث الفوتونات في العديد من العمليات الطبيعية ؛ على سبيل المثال ، عند تسريع الشحنة ، أثناء الانتقال الجزيئي أو الذري أو النووي إلى مستوى أدنى ، وعندما يكون الجسيم والجسيم المضاد المقابل له في حالة فناء.
ما هو الكم؟
مصطلح الكم يأتي من "الكم" اللاتينية التي تعني "كم". الكم هو "حزمة منفصلة" مع الطاقة المخزنة فيه. طاقة المادة ليست مستمرة. هذا يعني أن نقل أي كمية من الطاقة غير ممكن. اكتشف العلماء أن الطاقة يتم تحديدها كميًا وأنها تنتقل في وحدات (أو حزم) منفصلة بحجم hf.نحن نطلق على كل حزمة من حزم الطاقة اسم "الكم".
الشكل 02: حزمة موجية تمثل جسيمًا كميًا
على سبيل المثال ، الفوتون هو كم واحد من الضوء. جمع الكم هو الكم. اكتشف ماكس بلانك مفهوم التكميم. استخدم هذا المفهوم لشرح انبعاث الإشعاع من الأجسام الساخنة ؛ نسمي هذا إشعاع الجسم الأسود.
ما هو الفرق بين الفوتون والكم؟
الفوتون هو أصغر كمية أو كمية منفصلة من الإشعاع الكهرومغناطيسي بينما الكم هو كمية منفصلة من الطاقة تتناسب في الحجم مع تردد الإشعاع الذي يمثله. لذلك ، فإن الاختلاف الرئيسي بين الفوتون والكم هو أن الفوتون هو جسيم أولي ، في حين أن الكم هو مقياس للكمية.
علاوة على ذلك ، هناك اختلاف مهم آخر بين الفوتون والكم وهو أن الفوتون مهم كمقدار للإشعاع الكهرومغناطيسي بينما الكم مهم لقياس الكمية على النطاق دون الذري.
ملخص - الفوتون مقابل الكم
يمكننا وصف الكم كمقياس للكمية ، لكن الفوتون لا يتعلق بقياس الكمية. في الواقع ، يمكننا وصف الفوتون بأنه كمية من الطاقة. ومن ثم ، فإن الاختلاف الرئيسي بين الفوتون والكم هو أن الفوتون هو جسيم أولي ، في حين أن الكم هو مقياس للكمية.
