በፎቶን እና በኳንተም መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት ፎቶን የአንደኛ ደረጃ ቅንጣት ሲሆን ኳንተም ግን የብዛት መለኪያ ነው።
ፎቶን አንደኛ ደረጃ ቅንጣቢ ሲሆን ኳንተም በውስጡ ሃይል የተከማቸ ልዩ ፓኬት ነው። ፎቶን እና ኳንተም በዘመናዊ ፊዚክስ ውስጥ ሁለት በጣም አስፈላጊ ጽንሰ-ሐሳቦች ናቸው. በተጨማሪም እነዚህ ጽንሰ-ሀሳቦች እንደ ኳንተም ፊዚክስ ፣ ኳንተም ኬሚስትሪ ፣ ኤሌክትሮማግኔቲክ ቲዎሪ ፣ ኦፕቲክስ ፣ ቅንጣት ፊዚክስ ፣ ወዘተ ባሉ መስኮች በሰፊው ጠቃሚ ናቸው ። እነዚህ ጽንሰ-ሀሳቦች በብዙ የገሃዱ ዓለም አፕሊኬሽኖች እንደ LASERs ፣ ከፍተኛ ጥራት ያለው ማይክሮስኮፒ ፣ የሞለኪውላር መለኪያዎች ርቀቶች፣ ኳንተም ክሪፕቶግራፊ እና ፎቶኬሚስትሪ።
ፎቶን ምንድን ነው?
ፎቶን ንዑስ መዋቅር የሌለው አንደኛ ደረጃ ቅንጣት ነው። የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች የአጽናፈ ሰማይ ህንጻዎች ናቸው; ሁሉም ሌሎች ቅንጣቶች የሚሠሩት ከእነዚህ ቅንጣቶች ነው. ፎቶኖች የአንደኛ ደረጃ ቦሶን ምድብ ናቸው። አልበርት አንስታይን የዘመናዊው የፎቶኖች ጽንሰ-ሀሳብ አባት ነው። ይህንን ጽንሰ-ሃሳብ ከጥንታዊው የብርሃን ሞገድ ሞዴል ጋር የማይጣጣሙ የሙከራ ምልከታዎችን ለማብራራት ተጠቅሞበታል።
ፎቶን የዜሮ እረፍት ክብደት ያለው ቅንጣት ነው፣ነገር ግን አንጻራዊ ክብደት አለው። በተጨማሪም, የኤሌክትሪክ ክፍያ የለውም. በተጨማሪም, በጠፈር ውስጥ በድንገት አይበሰብስም. ከዚህም በላይ በጠፈር ውስጥ በብርሃን ፍጥነት ይንቀሳቀሳል. የፎቶን ሃይል በ E=hf ልናገኘው እንችላለን፣ E ሃይል ሲሆን ረ የፎቶን ድግግሞሽ እና h የፕላንክ ቋሚ ነው። እንዲሁም የብርሃን ፍጥነት ሐ እና λ የሞገድ ርዝመት በሆነበት E=hc/λ መልክ ይህንን እኩልነት ልንሰጠው እንችላለን።
ምስል 01፡ ኤሌክትሮን ከከፍተኛ የኢነርጂ ደረጃ ወደ ዝቅተኛ የኢነርጂ ደረጃ ሲሸጋገር ፎቶን ይወጣል (hv energy አለው)
ከዚህም በተጨማሪ ፎቶኖች ልክ እንደሌሎች የኳንተም እቃዎች ሞገድ መሰል እና ቅንጣት መሰል ባህሪያትን ያሳያሉ። እና፣ ይህ ባለሁለት ሞገድ-ቅንጣት ተፈጥሮ የፎቶን ሞገድ-ቅንጣት ምንታዌ የምንለው ጽንሰ-ሀሳብ ነው። ፎቶኖች በብዙ የተፈጥሮ ሂደቶች ውስጥ ይወጣሉ; ለምሳሌ ክፍያን ሲያፋጥኑ በሞለኪዩል፣ አቶሚክ ወይም በኒውክሌር ወደ ዝቅተኛ ደረጃ በሚሸጋገሩበት ጊዜ እና አንድ ቅንጣት እና ተጓዳኝ አንቲፓርቲሉ እየጠፉ ሲሆኑ።
ኳንተም ምንድነው?
ኳንተም የሚለው ቃል ከላቲን 'ኳንተስ' የመጣ ሲሆን ትርጉሙም 'ምን ያህል' ማለት ነው። ኳንተም በውስጡ የተከማቸ ሃይል ያለው ‘የተለየ ፓኬት’ ነው። የቁስ አካል ጉልበት ቀጣይ አይደለም. ያም ማለት ማንኛውንም የኃይል መጠን ማስተላለፍ አይቻልም. ሳይንቲስቶች ሃይል በቁጥር እንደሚቆጠር ደርሰውበታል hf መጠን ባላቸው ልዩ ክፍሎች (ወይም ፓኬቶች) ያስተላልፋል።እያንዳንዱን የኃይል ፓኬጆችን ‘ኳንተም’ ብለን እንጠራቸዋለን።
ስእል 02፡ የWave ፓኬት የኳንተም ቅንጣትን ይወክላል
ለምሳሌ ፎቶን ነጠላ ኩንተም ብርሃን ነው። የኳንተም ብዙ ቁጥር ኳንታ ነው። ማክስ ፕላንክ የቁጥር ጽንሰ-ሐሳብን አግኝቷል። ይህንን ጽንሰ-ሐሳብ ከሞቁ ነገሮች የጨረር ልቀት ለማብራራት ተጠቅሞበታል; ይህንን የጥቁር አካል ጨረር ብለን እንጠራዋለን።
በፎቶን እና ኳንተም መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?
ፎቶን በጣም ትንሹ የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር መጠን ወይም ኳንተም ሲሆን ኳንተም ከሚወክለው የጨረር ድግግሞሽ መጠን ጋር ተመጣጣኝ የሆነ የኃይል መጠን ነው። ስለዚህ በፎቶን እና በኳንተም መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት ፎቶን የአንደኛ ደረጃ ቅንጣት ሲሆን ኳንተም ግን የብዛት መለኪያ ነው።
ከዚህም በላይ በፎቶን እና በኳንተም መካከል ያለው ሌላው ጉልህ ልዩነት ፎቶን እንደ ኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር ኳንተም አስፈላጊ ሲሆን ኳንተም ደግሞ በሱባቶሚክ ሚዛን መጠን ለመለካት አስፈላጊ ነው።
ማጠቃለያ - Photon vs Quantum
ኳንተም የብዛት መለኪያ ብለን ልንገልጸው እንችላለን ነገር ግን ፎቶን የብዛት መለኪያ አይደለም። እንደ እውነቱ ከሆነ, ፎቶን እንደ የኃይል ኳንተም መግለፅ እንችላለን. ስለዚህ በፎቶን እና በኳንተም መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት ፎቶን የአንደኛ ደረጃ ቅንጣት ሲሆን ኳንተም ግን የመጠን መለኪያ ነው።
