電子和光子
來(lái)源:深圳市凱茉銳電子科技有限公司2025-08-12
光子和電子是兩種基本的量子力學(xué)粒子,但它們具有完全不同的性質(zhì)。光子是一種作為能量載體的基本粒子,但電子是一種亞原子粒子,存在于所有原子中。我們將了解電子和光子的定義、含義和區(qū)別。電子:意義、定義與公式原子由三個(gè)粒子組成:電子、質(zhì)子和中子。電子是一種攜帶負(fù)電荷的亞原子粒子。電子在所謂的亞殼層中與原子核結(jié)合。還有一些自由電子,它們不與任何原子結(jié)合。電子表示為e或?。電子帶負(fù)電,以庫(kù)侖為單位。
在原子的三種成分中,電子的質(zhì)量最低。一個(gè)電子的質(zhì)量大約是一個(gè)質(zhì)子的1800分之一。如果計(jì)算,則為9.10938356×10^-31千克。電子波長(zhǎng)德布羅意首先測(cè)量了電子的波長(zhǎng)。他使用愛(ài)因斯坦公式和普朗克常數(shù)的概念來(lái)計(jì)算它。測(cè)量電子波長(zhǎng)的方程是:
其中,λ是波長(zhǎng),h是普朗克常數(shù),p是電子的動(dòng)量。
光子:含義、定義和公式光子是一種靜止質(zhì)量為零的基本粒子,在真空中以光速運(yùn)動(dòng)。光子是“電磁輻射的量子”。換句話說(shuō),它是電磁輻射中最小的基本粒子。光子沒(méi)有質(zhì)量,沒(méi)有電荷,是一個(gè)穩(wěn)定的粒子。這些粒子具有波粒二象性。它有兩種偏振態(tài)。光子不服從泡利的排斥原理。光子是在自然過(guò)程中發(fā)射的。例如,在核、分子和原子向較低能級(jí)的躍遷過(guò)程中,會(huì)發(fā)射出各種不同能級(jí)的光子,從無(wú)線電波到伽馬射線。當(dāng)粒子及其反粒子湮滅時(shí),它們也會(huì)被發(fā)射出來(lái)。方程E=pc與光子的能量和動(dòng)量有關(guān):
根據(jù)愛(ài)因斯坦的光子說(shuō),光子的能量E=h*v=h*c/λ=h/λ*c
根據(jù)德布羅意關(guān)系,有:p=h/λ
這樣就有:E=h/λ*c=p*c
光子也有一個(gè)不依賴(lài)于其頻率的自旋角動(dòng)量。例如,光就是電磁輻射。光子可以說(shuō)是光的基本粒子。光子描述的是波粒子的性質(zhì),而不是波本身的整體性質(zhì)。此外,由于光子本質(zhì)上只是能量,所以它沒(méi)有任何質(zhì)量。光子和電子的區(qū)別光子和電子都是基本粒子,前者是電磁波,后者是原子。它們合在一起可以產(chǎn)生電流。然而,它們?cè)谠S多方面都有所不同:
電子 | 光子 |
它是一個(gè)物質(zhì) | 它是一個(gè)能量 |
它有質(zhì)量 | 它沒(méi)有質(zhì)量 |
它是負(fù)電荷 | 它沒(méi)有電荷 |
電子的速度可以是零,也可以是光速下的任何速度。電子不可能達(dá)到光速 | 光子以光速傳播 |
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