光子(photon)和量子(quantum)的区别

光子和量子的关键区别在于光子是一种基本粒子，而量子是一种量度。

光子是一个基本粒子，而量子是一个能量储存在其中的离散包。光子和量子是现代物理学中两个非常重要的概念。此外，这些概念在量子物理、量子化学、电磁理论、光学、粒子物理等领域都有广泛的应用。这些概念在许多实际应用中也很重要，例如激光、高分辨率显微镜、分子距离测量、量子密码术和光化学。

什么是光子(photon)？

光子是没有子结构的基本粒子。基本粒子是宇宙的组成部分；所有其他粒子都是由这些粒子构成的。光子属于基本玻色子的范畴。爱因斯坦是现代光子概念之父。他用这个概念来解释与经典光波模型不符的实验观察。

光子是静止质量为零的粒子，但它有相对论质量。而且，它没有电荷。此外，它不会在空间中自发衰变。此外，它在太空中以光速运动。我们可以通过E=hf求出光子的能量，其中E是能量，f是光子的频率，h是普朗克常数。我们也可以用E=hc/λ的形式给出这个方程，其中光速是c，λ是波长。

图01：当一个电子从一个高能级移动到一个低能级时，就会发射出一个光子（它有高压能量）

此外，光子和所有其他量子物体一样，表现出类似波和粒子的特性。这个双波粒子性质就是我们称之为光子波粒二象性的概念。光子是在许多自然过程中发射的；例如，当电荷加速时，在分子、原子或核跃迁到较低水平时，以及当粒子及其对应的反粒子湮灭时。

量子一词来自拉丁语“quantus”，意思是“多少”。量子是一个储存能量的“离散包”。物质的能量不是连续的。这意味着任何能量的转移都是不可能的。科学家们发现能量是量子化的，它以hf大小的离散单位（或包）传输。我们称每个能量包为“量子”。

图02：波包代表量子粒子

例如，光子是光的单量子。量子的复数形式是量子。马克斯·普朗克发现了量子化的概念。他用这个概念来解释受热物体的辐射；我们称之为黑体辐射。

光子是电磁辐射的最小离散量或量子，而量子是能量的离散量，其大小与它所代表的辐射频率成比例。因此，光子和量子的关键区别在于光子是基本粒子，而量子是量度。

此外，光子和量子的另一个显著区别是光子作为电磁辐射的量子是重要的，而量子对于在亚原子尺度上测量量是重要的。

光子(photon)和量子(quantum)的区别

我们可以用量度来描述量子，但光子不是量度的。事实上，我们可以把光子描述为能量的量子。因此，光子和量子的关键区别在于光子是基本粒子，而量子是量度。

1琼斯，安德鲁·齐默尔曼。“物理学中的光子是什么？“ThoughtCo，2018年9月3日，可在此处获取。