Η βασική διαφορά μεταξύ του ηλεκτρομαγνητικού κύματος και του κύματος ύλης είναι ότι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έχουν ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία που σχετίζονται με αυτά, ενώ τα κύματα ύλης δεν έχουν κανένα σχετικό ηλεκτρικό ή μαγνητικό πεδίο.
Κύμα είναι μια διαταραχή ενός πεδίου στο οποίο ένα φυσικό χαρακτηριστικό ταλαντώνεται επανειλημμένα σε κάθε σημείο ή διαδίδεται από κάθε σημείο σε γειτονικά σημεία. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα και τα κύματα ύλης είναι δύο τύποι τέτοιων κυμάτων. Επιπλέον, όλη η ύλη μπορεί να συμπεριφέρεται ως κύμα. Και, αυτή η ιδέα προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Louis De Broglie, ο οποίος οδήγησε στην ονομασία αυτών των κυμάτων ως "κύματα Broglie".
Τι είναι το Ηλεκτρομαγνητικό Κύμα;
Ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα είναι ένας τύπος κύματος που ταξιδεύει στο διάστημα, μεταφέροντας ηλεκτρομαγνητική ενέργεια ακτινοβολίας. Αυτά τα κύματα διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός στο κενό. Οι τύποι ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων περιλαμβάνουν ραδιοκύματα, μικροκύματα, υπέρυθρες ακτίνες, ορατό φως, ακτίνες UV κ.λπ. Επιπλέον, μπορούμε να χαρακτηρίσουμε αυτά τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα χρησιμοποιώντας μήκος κύματος, συχνότητα ή ενέργεια.
Εικόνα 01: Ηλεκτρομαγνητικό κύμα που δείχνει τα κάθετα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία
Αυτά τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έχουν τόσο ηλεκτρικά όσο και μαγνητικά συστατικά. Εδώ, μπορούμε να δούμε την ταλάντωση των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων να είναι κάθετες μεταξύ τους και να ταλαντώνονται προς την κατεύθυνση της διάδοσης του κύματος.
Επιπλέον, ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα αποτελείται από κβάντα που ονομάζονται «φωτόνια». Ένα φωτόνιο δεν έχει μάζα αλλά έχει σχετικιστική μάζα. Έτσι, η βαρύτητα μπορεί να επηρεάσει αυτά τα φωτόνια όπως ακριβώς η κανονική ύλη. Όταν παρέχουμε ενέργεια σε ένα άτομο, τα ηλεκτρόνια μπορούν να μετακινηθούν σε υψηλά ενεργειακά επίπεδα, αλλά δεδομένου ότι η κατάσταση υψηλότερης ενέργειας είναι ασταθής, τα ηλεκτρόνια επιστρέφουν σε καταστάσεις χαμηλότερης ενέργειας, απελευθερώνοντας φωτόνια. Ως εκ τούτου, αυτό το περιστατικό μπορεί να παράγει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Χρησιμοποιώντας αυτήν την αρχή, μπορούμε να λάβουμε φάσματα εκπομπής για χημικά στοιχεία και να προσδιορίσουμε τα ενεργειακά επίπεδα αυτών των ατόμων.
Τι είναι το κύμα ύλης;
Κύματα ύλης είναι τα κύματα που αποτελούνται από σωματίδια. Ωστόσο, αυτά τα κύματα δεν συνδέονται με ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία. Σε αντίθεση με τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, αυτά τα κύματα ύλης αποτελούνται από σωματίδια (τα οποία έχουν μάζα και όγκο). Έτσι, όλη η ύλη μπορεί να συμπεριφέρεται ως κύμα.
Εικόνα 02: Επίδειξη ενός κύματος ύλης στην περίθλαση των ηλεκτρονίων
Η έννοια του κύματος ύλης προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Louis De Broglie, ο οποίος οδήγησε στην ονομασία αυτών των κυμάτων και ως "κύματα Broglie".
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του ηλεκτρομαγνητικού κύματος και του κύματος ύλης;
Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα είναι ένας τύπος κυμάτων που ταξιδεύει στο διάστημα, μεταφέροντας ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολούμενη ενέργεια ενώ τα κύματα ύλης είναι τα κύματα που αποτελούνται από σωματίδια. Έτσι, η βασική διαφορά μεταξύ του ηλεκτρομαγνητικού κύματος και του κύματος ύλης είναι ότι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έχουν ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία που σχετίζονται με αυτά, ενώ τα κύματα ύλης δεν έχουν κανένα σχετικό ηλεκτρικό ή μαγνητικό πεδίο.
Επιπλέον, ως άλλη σημαντική διαφορά μεταξύ ηλεκτρομαγνητικού κύματος και κύματος ύλης, μπορούμε να πούμε ότι το ηλεκτρομαγνητικό κύμα αποτελείται από φωτόνια (που δεν έχουν μάζα ή όγκο), ενώ το κύμα ύλης περιέχει σωματίδια (που έχουν μάζα και όγκο).
Το παρακάτω γραφικό πληροφοριών δείχνει περισσότερες συγκρίσεις που σχετίζονται με τη διαφορά μεταξύ ηλεκτρομαγνητικού κύματος και κύματος ύλης.
Σύνοψη – Ηλεκτρομαγνητικό κύμα εναντίον κύματος ύλης
Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα και τα κύματα ύλης διαφέρουν μεταξύ τους με διάφορους τρόπους. Η βασική διαφορά μεταξύ του ηλεκτρομαγνητικού κύματος και του κύματος ύλης είναι ότι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έχουν ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία που σχετίζονται με αυτά (πράγμα που οδήγησε να ονομαστούν αυτά τα κύματα ως τέτοια), ενώ τα κύματα ύλης δεν έχουν κανένα σχετικό ηλεκτρικό ή μαγνητικό πεδίο.
