Різниця між електромагнітною хвилею і матеріальною хвилею

The ключова різниця між електромагнітною хвилею і хвилею речовини є те, що електромагнітні хвилі пов’язані з ними електричними та магнітними полями, тоді як речовинні хвилі не мають жодного пов'язаного електричного чи магнітного поля.

Хвиля - це порушення поля, в якому фізичний атрибут неодноразово коливається в кожній точці або поширюється від кожної точки до сусідніх точок. Електромагнітні хвилі та хвилі матерії - це два типи таких хвиль. Причому вся матерія може вести себе як хвиля. І цю концепцію вперше запропонував Луї Де Бройль, що призвело до називання цих хвиль як "хвилі Бройля"..

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке електромагнітна хвиля 
3. Що таке Матеріальна хвиля
4. Поплечне порівняння - електромагнітна хвиля проти матеріяльної хвилі у табличній формі
5. Підсумок

Що таке електромагнітна хвиля?

Електромагнітна хвиля - це тип хвилі, яка подорожує космосом, несучи електромагнітну променеву енергію. Ці хвилі поширюються зі швидкістю світла у вакуумі. Типи електромагнітних хвиль включають радіохвилі, мікрохвилі, інфрачервоні промені, видиме світло, УФ-промені тощо. Крім того, ми можемо охарактеризувати ці електромагнітні хвилі, використовуючи довжину хвилі, частоту чи енергію.

Малюнок 01: Електромагнітна хвиля, що показує перпендикулярні електричні та магнітні поля

Ці електромагнітні хвилі мають як електричну, так і магнітну складові. Тут ми можемо бачити коливання електричних і магнітних полів, перпендикулярні один одному і коливаються в напрямку поширення хвилі..

Більше того, електромагнітна хвиля складається з квантів, званих «фотонами». Фотон не має маси, але має релятивістську масу; таким чином, гравітація може впливати на ці фотони так само, як і на звичайну матерію. Коли ми надаємо енергію атому, електрони можуть переходити до високих енергетичних рівнів, але оскільки вищий енергетичний стан нестабільний, електрони повертаються до станів нижчої енергії, вивільняючи фотони. Отже, цей випадок може виробляти електромагнітне випромінювання. Використовуючи цей принцип, ми можемо отримати спектри викидів для хімічних елементів і визначити рівні енергії цих атомів.

Що таке Матеріальна хвиля?

Матеріальні хвилі - це хвилі, що складаються з частинок. Однак ці хвилі не пов'язані з електричним і магнітним полями. На відміну від електромагнітних хвиль, ці речовинні хвилі складаються з частинок (які мають масу і об'єм). Таким чином, вся матерія може вести себе як хвиля.

Малюнок 02: Демонстрація хвилі матерії в дифракції електронів

Концепція матерії хвилі вперше була запропонована Луї Де Бройлі, що призвело до того, що назвати ці хвилі також як "хвилі Бройля".

Яка різниця між електромагнітною хвилею і материнською хвилею?

Електромагнітні хвилі - це тип хвилі, що подорожує космосом, несучи електромагнітну випромінювальну енергію, тоді як хвилі матерії - це хвилі, що складаються з частинок. Отже, ключова відмінність між електромагнітною хвилею і матеріальною хвилею полягає в тому, що електромагнітні хвилі мають електричні та магнітні поля, пов'язані з ними, тоді як матеріяльні хвилі не мають жодного пов'язаного електричного чи магнітного поля.

Більше того, як ще одну важливу відмінність між електромагнітною хвилею і матеріальною хвилею можна сказати, що електромагнітна хвиля складається з фотонів (які не мають ні маси, ні об’єму), тоді як матерія хвиля містить частинки (які мають масу і об'єм).

Наведена нижче інформація-графіка показує більше порівнянь, пов’язаних із різницею між електромагнітною хвилею та хвилею речовини.

Підсумок - Електромагнітна хвиля проти матерії

Електромагнітні хвилі та хвилі матерії відрізняються одна від одної кількома способами. Ключова відмінність електромагнітної хвилі від хвилі матерії полягає в тому, що електромагнітні хвилі мають електричні та магнітні поля, пов'язані з ними (що призвело до того, щоб назвати цю хвилю такою), тоді як матеріяльні хвилі не мають жодного пов'язаного електричного чи магнітного поля.

Довідка:

1. Гельменстін, Енн Марі. “Визначення електромагнітного випромінювання”. ThoughtCo, 27 січня 2019 року, доступний тут.

Надано зображення:

1. "Onde electromagnetique" від SuperManu - Self, заснований на зображенні: Onde electromagnetique.png (CC BY-SA 3.0) через Wikimedia Commons
2. "Подвійність хвиль-частинок" Тьєррі Дюньоле - Власна робота (CC0) через Вікісховище