苏秦刺股启发:电子与光子的区别??

来源:百度文库 编辑:高校问答 时间:2024/05/05 08:01:59
电子与光子实质上的区别???救急!!

电子与光子这两种粒子的根本区别——光子没有自旋,电子有自旋.

电子与正电子相遇时将湮灭而转化为光子,即转化为电磁场;反之,在核场中光子的能量足够大时,光子也可以转化为正负电子对。电子与正电子都是实物,而光子却是电磁场,即真空。

从微观物理的角度考察:电子是费米子,带基本电荷,具有空间局域性。它可以是信息的载体,也可以是能量的载体。作为信息载体时,可以通过金属导线或无线电波在自由空间进行传递。电载信息的主要储存方式为磁储存。微电子技术发展了电子计算机,其信息处理的速度受到了电子开关极限时间10-10 s的障碍,和大规模集成电路密集度水平以及并行技术的制约。20世纪信息技术的进步已经充分挖掘并几乎穹尽了电子的潜力。虽然微电子技术的进一步完善,尚可提高芯片信号运作的速度。有望把计算机运算速度再提高(用大规模并行
技术。)然而,电子本身的运动特性及其所产生的电磁场频率极限,制约了它在信息领域功能的进一步发展。电子作为能量的载体时,高能电子束可以让物质改性,可以作为高温热加工,但要求真空环境。并且,它的德布罗意波长极限使它难以胜任超精细的工作。

光子是玻色子,电中性,没有空间局域性而具有时间可逆性。它可以是信息的载体, 也可以是能量的载体。作为信息载体时,可以通过光纤(光缆)或自由空间进行传递,光载信息的主要存储方式为光储存。光子技术将发展起光子计算机,其光子逻辑或智能运算的信息处理速度将受到光子开关极限时间10-14s的障碍,和光子集成光路密集度水平以及并行技术的制约。这些制约都远较电子技术所受制约宽松。 光子作为能量的载体时(只有光子简并度极高的激光束才能实现),高能激光束可以让物质改性,可以作高温热加工,甚至有望导致核聚变。由于激光波长比电子波长短很多,因而可以胜任非常精细的工作。仅就信息属性而言,光子技术较诸电子技术有着明显的优势:光子开关的速度极限较电子开关速度极限高出4个量级以上,光子信息可以作高密通道交互传输及并行处理;光频载波要比微波频率高出4
个量级,可荷载信息量自然高得多;光束的实用调制方式较多,能够采用密集的波分复用技术,频分复用技术以及时分复用技术。 光子存储的平面密度不仅大大高于磁存储,而且还能发展空间维、时间维、光谱维及体全息等存储方式。单体存储容量可望达到TB量级。这是磁
存储技术无法比拟的;光子集成包括器件集成和功能集成。光子集成度远比电子集成度高。

单量子点激光器可以做到0.1μm 。有人认为,光子技术将会在全光通讯和光子计算机上取得突破:传码率为TB/ s量级的全光通信;仅非并行的单机“光脑“运算速度就可超过1012次/秒。

光子是单位波长的电磁波包。微观上讲,光子是由光能子横波振动组成的机械波和电磁波的统一。光能子是普朗克的作用量子,其能量大小等于普朗克常数。一个光子内含有频率数量的光能子。这是它的波动性。
从宏观上讲,光子是一个以光速直线运动的粒子,并且它的形状和大小保持不变。它的电量为零。它不能静止。
电子是一个圆周电磁波包。它沿着圆周以光速传播。它是一个球体。电子是由物质负能子组成的。
关于光子和电子的详细论述,进入新浪微博,查询秦洪飞-能子论。

我用通俗的话讲一下吧。
电子是有质量的,而光子没有。电子的速度远小于光子的速度。电子带一个单位的负电荷,而光子不带电。