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.
Photon est une particule élémentaire tandis que le quantum est un paquet discret contenant de l'énergie. 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 LASER, la microscopie à haute résolution, les mesures de molécules distances, cryptographie quantique et photochimie.
Qu'est-ce que Photon ?
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 de photons. Il a utilisé ce concept pour expliquer des observations expérimentales qui ne correspondaient pas au modèle d'onde classique de la lumière.
Un photon est une particule de masse nulle au repos, mais de 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. Nous pouvons 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 Plank. On peut aussi donner cette équation sous la forme E=hc/λ, où la vitesse de la lumière est c et λ est la longueur d'onde.
Figure 01: Lorsqu'un électron passe d'un niveau d'énergie élevé à un niveau d'énergie faible, un photon est émis (il a une énergie hv)
De plus, les photons, comme tous les autres objets quantiques, présentent des propriétés ondulatoires et particulaires. Et cette double nature onde-particule est le concept que nous appelons la dualité onde-particule d'un photon. Les photons sont émis dans de nombreux processus naturels; par exemple, lors de l'accélération d'une charge, lors d'une transition moléculaire, atomique ou nucléaire vers un niveau inférieur, et lorsqu'une particule et son antiparticule correspondante sont en annihilation.
Qu'est-ce que Quantum ?
Le terme quantum vient du latin « quantus » qui signifie « combien ». Un quantum est "un paquet discret" dans lequel de l'énergie est stockée. 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 est transférée en unités discrètes (ou paquets) de taille hf. Nous appelons chacun des paquets d'énergie "un quantum".
Figure 02: Un paquet d'ondes représente une particule quantique
Par exemple, un photon est un simple 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 d'objets chauffés; nous appelons cela le rayonnement du corps noir.
Quelle est la différence entre photon et quantique ?
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 n'est pas une mesure de quantité. En fait, nous pouvons décrire le photon comme un quantum d'énergie. 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.
