Πώς διαφέρει το φωτόνιο από το αδρανειακό σωματίδιο;
Φωτόνια
* Massless: Τα φωτόνια έχουν μηδενική μάζα ανάπαυσης. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να ταξιδέψουν με την ταχύτητα του φωτός και δεν μπορούν να ξεκουραστούν.
* Πάντα ταξιδεύετε με την ταχύτητα του φωτός: Τα φωτόνια μετακινούνται πάντα με την ταχύτητα του φωτός (περίπου 299.792.458 μέτρα ανά δευτερόλεπτο) σε κενό. Αυτή η ταχύτητα είναι μια θεμελιώδη σταθερά της φύσης.
* Διπλότητα κύματος-σωματιδίου: Τα φωτόνια εμφανίζουν τόσο ιδιότητες που μοιάζουν με κύμα όσο και από σωματίδια. Μπορούν να διαθλούν και να παρεμβαίνουν (συμπεριφορά που μοιάζουν με κύματα), αλλά και να λειτουργούν ως διακριτά πακέτα ενέργειας (συμπεριφορά που μοιάζει με σωματίδια).
* μεταφορά ενέργειας και ορμής: Παρά το γεγονός ότι είναι χωρίς μάζα, τα φωτόνια μεταφέρουν ενέργεια και ορμή. Η ενέργεια ενός φωτονίου είναι άμεσα ανάλογη με τη συχνότητα του και η ορμή του είναι αντιστρόφως ανάλογη με το μήκος κύματος του.
* αλληλεπιδρά με την ύλη μέσω ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων: Τα φωτόνια είναι οι μεσολαβητές της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης. Αλληλεπιδρούν με φορτισμένα σωματίδια, οδηγώντας σε φαινόμενα όπως η απορρόφηση, η εκπομπή και η διασπορά του φωτός.
αδρανειακά σωματίδια
* μαζική: Τα αδρανειακά σωματίδια έχουν μη μηδενική μάζα ανάπαυσης. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να ξεκουραστούν και να απαιτήσουν μια δύναμη για να τα επιταχύνουν.
* Μεταβλητή ταχύτητα: Τα αδρανειακά σωματίδια μπορούν να ταξιδεύουν σε μια σειρά ταχύτητων, από μηδέν έως κοντά στην ταχύτητα του φωτός (αλλά ποτέ δεν υπερβαίνουν το).
* Ακολουθήστε τους νόμους του Νεύτωνα: Τα αδρανειακά σωματίδια υπακούν στους νόμους κίνησης του Νεύτωνα, πράγμα που σημαίνει ότι αντιστέκονται στις αλλαγές στην ταχύτητά τους.
* αλληλεπιδρούν μέσω διαφόρων δυνάμεων: Τα αδρανειακά σωματίδια αλληλεπιδρούν μέσω διαφόρων θεμελιωδών δυνάμεων, συμπεριλαμβανομένης της βαρύτητας, της αδύναμης δύναμης και της ισχυρής δύναμης.
* Μην παρουσιάζετε δυαδικότητα κυμάτων-σωματιδίων στην καθημερινή εμπειρία: Ενώ όλα τα σωματίδια παρουσιάζουν δυαδικότητα κυμάτων-σωματιδίων, είναι μόνο σημαντικό για πολύ μικρά σωματίδια όπως φωτόνια και ηλεκτρόνια. Για καθημερινά αντικείμενα, οι ιδιότητες που μοιάζουν με κύμα είναι αμελητέες.
Συνοπτικά:
Η βασική διαφορά έγκειται στη μάζα και στην ικανότητα να είναι σε ηρεμία. Τα φωτόνια είναι χωρίς μάζα, ταξιδεύουν πάντα με την ταχύτητα του φωτός και αλληλεπιδρούν μέσω ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων. Τα αδρανειακά σωματίδια έχουν μάζα, μπορούν να είναι σε ηρεμία και να αλληλεπιδρούν μέσω ενός ευρύτερου φάσματος δυνάμεων.
Σημείωση: Οι έννοιες της μάζας, της ταχύτητας και της δύναμης είναι αλληλένδετες στο πλαίσιο της ειδικής σχετικότητας, καθιστώντας τη διάκριση μεταξύ φωτονίων και αδρανειακών σωματιδίων ακόμη πιο λεπτή.
