Différence entre photon et quantum

Le différence clé entre photon et quantum est que Le photon est une particule élémentaire, tandis que le quantum est une mesure de quantité.

Le photon est une particule élémentaire tandis que le quantum est un paquet discret avec de l'énergie stockée dedans. Le photon et le quantum sont deux concepts très importants en physique moderne. De plus, ces concepts sont largement utiles dans des domaines tels que la physique quantique, la chimie quantique, la théorie électromagnétique, l'optique, la physique des particules, etc. Ces concepts sont également importants dans de nombreuses applications du monde réel telles que les lasers, la microscopie à haute résolution, les mesures des distances moléculaires, la cryptographie quantique et la photochimie.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que Photon 
3. Qu'est-ce que Quantum 
4. Comparaison côte à côte - Photon vs quantum sous forme tabulaire
5. Résumé

Qu'est-ce que Photon?

Le photon est une particule élémentaire qui n'a pas de sous-structure. Les particules élémentaires sont les éléments constitutifs de l'univers; Toutes les autres particules sont fabriquées à partir de ces particules. Les photons appartiennent à la catégorie des bosons élémentaires. Albert Einstein est le père du concept moderne des photons. Il a utilisé ce concept pour expliquer les observations expérimentales qui ne correspondaient pas au modèle de lumière classique.

Un photon est une particule avec une masse de repos zéro, mais elle a une masse relativiste. De plus, il n'a pas de charge électrique. De plus, il ne se décompose pas spontanément dans l'espace. De plus, il se déplace à la vitesse de la lumière dans l'espace. On peut trouver l'énergie d'un photon par e = hf, où E est l'énergie, f est la fréquence du photon et h est la constante de la planche. Nous pouvons également donner cette équation dans la forme e = hc / λ, où la vitesse de la lumière est C et λ est de longueur d'onde.

Figure 01: Lorsqu'un électron passe d'un niveau d'énergie élevé à un faible niveau d'énergie, un photon est émis (il a une énergie HV)

De plus, les photons, comme tous les autres objets quantiques, présentent des propriétés en forme d'onde et en forme de particules. Et, cette nature à double onde-particules est le concept que nous appelons la dualité onde-particules d'un photon. Les photons sont émis dans de nombreux processus naturels; par exemple, lors de l'accélération d'une charge, pendant une transition moléculaire, atomique ou nucléaire à un niveau inférieur, et lorsqu'une particule et son antiparticule correspondant sont en annihilation.

Qu'est-ce que Quantum?

Le terme quantum vient du latin «quantus» signifiant «combien». Un quantum est «un paquet discret» avec de l'énergie stockée dedans. L'énergie de la matière n'est pas continue. Cela signifie que le transfert de toute quantité d'énergie n'est pas possible. Les scientifiques ont découvert que l'énergie est quantifiée et qu'elle transfère en unités (ou paquets) discrets de taille HF. Nous appelons chacun des paquets d'énergie comme «un quantum».

Figure 02: Un paquet d'ondes représente une particule quantique 

Par exemple, un photon est un seul quantum de lumière. Le pluriel de quantum est quanta. Max Plank a découvert le concept de quantification. Il a utilisé ce concept pour expliquer l'émission de rayonnement à partir d'objets chauffés; Nous appelons ce rayonnement du corps noir.

Quelle est la différence entre le photon et le quantum?

Le photon est la plus petite quantité discrète ou quantum de rayonnement électromagnétique tandis que le quantum est une quantité discrète d'énergie proportionnelle en amplitude à la fréquence du rayonnement qu'il représente. Par conséquent, la principale différence entre le photon et le quantum est que le photon est une particule élémentaire, tandis que le quantum est une mesure de quantité.

De plus, une autre différence significative entre le photon et le quantum est que le photon est important en tant que quantum de rayonnement électromagnétique tandis que le quantum est important pour mesurer la quantité à l'échelle subatomique.

Résumé - Photon vs Quantum

Nous pouvons décrire le quantum comme une mesure de quantité, mais un photon ne concerne pas une mesure de quantité. En fait, nous pouvons décrire Photon comme un quantum d'énergie. Par conséquent, la principale différence entre photon et quantum est que le photon est une particule élémentaire, tandis que le quantum est une mesure de quantité.

Référence:

1. Jones, Andrew Zimmerman. «Qu'est-ce qu'un photon en physique?”Thoughtco, sept. 3, 2018, disponible ici.

Image gracieuseté:

1. «Atomiclinespem» (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. «Wavelet» par Thierry Dugnolle - Propre travaux (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia