Razlika med teorijo elektromagnetnih valov in Planckovo kvantno teorijo

The ključna razlika med teorijo elektromagnetnih valov in Planckovo kvantno teorijo je, da je Teorija elektromagnetnega valovanja ne pojasnjuje pojavov sevanja črnega telesa in fotoelektričnega učinka, medtem ko Planckova kvantna teorija pojasnjuje pojave sevanja črnega telesa in fotoelektrični učinek.

Če segrevamo snov (ki ima visoko tališče), se ta najprej obarva rdeče, nato se pretvori v rumeno barvo, ki nato začne žareti z belo in modro svetlobo. Ko se snov tako segreje, jo imenujemo "črno telo" in tako nastalo sevanje (ki ga snov oddaja) je "sevanje črnega telesa". Vendar ne moremo razložiti, kako se to zgodi z uporabo teorije elektromagnetnih valov, vendar Planckova kvantna teorija to dobro razloži.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je teorija elektromagnetnih valov
3. Kaj je Planckova kvantna teorija
4. Primerjalna primerjava - Teorija elektromagnetnih valov in Planckova kvantna teorija v tabeli
5. Povzetek

Kaj je teorija elektromagnetnih valov?

Teorija elektromagnetnih valov je teorija kemije, ki jo je razvil James Clark Maxwell leta 1864. Po tej teoriji obstaja več točk o sevanju, ki ga oddaja snov.

Te točke so naslednje:

• Energija nenehno oddaja iz katerega koli vira v obliki sevalne energije.
• Sevanje ima dve polji, ki pravokotno nihata; električno in magnetno polje. Obe polji sta pravokotni na sevalno pot.
• Sevanje ima valovne značilnosti in potuje s svetlobno hitrostjo. Pravimo mu elektromagnetno sevanje.
• Ta elektromagnetna sevanja ne potrebujejo snovi za širjenje.

"Val", opisan v tej teoriji, ima več značilnosti. Valovna dolžina vala je razdalja med dvema zaporednima grebenoma ali koritoma vala. Število valov, ki skozi točko trajajo v sekundi, je frekvenca valovanja. Linearna razdalja, ki jo val prevozi na sekundo, je hitrost. Valovno število je število valov v centimetrski dolžini.

Slika 01: Dolžina elektromagnetnega valovanja

S to teorijo lahko razvijemo elektromagnetni spekter. Vendar obstajajo nekatere omejitve te teorije. Te omejitve so naslednje:

1. Ne more razložiti sevanja črnega telesa.
2. In, to ne razlaga fotoelektričnega učinka.
3. Ne more razložiti, kako toplotna zmogljivost spreminja temperaturo trdnih snovi.
4. Poleg tega ne more razložiti linijskih spektrov atomov.

Kaj je Planckova kvantna teorija?

Planckova kvantna teorija je teorija kemije, ki jo je razvil Max Planck leta 1900. Ta teorija je kot sprememba teorije elektromagnetnih valov, ker lahko razložimo stvari, ki jih teorija elektromagnetnega valovanja ni mogla pojasniti. Pomembne točke te teorije so:

• Sevalna energija nenehno oddaja ali absorbira energijske pakete, ki jih imenujemo kvant.
• Energija vsakega kvanta je enaka produktu Planckove konstante in frekvence sevanja.
• Vedno je celotna količina energije, ki jo snov odda ali absorbira, celo število kvantov.

Poleg tega je ta teorija pojasnila pojave sevanja črnega telesa in fotoelektrični učinek, ki ga teorija elektromagnetnih valov ni mogla pojasniti. Po tej teoriji, ko segrevamo snov, atomi te snovi absorbirajo energijo iz toplote in začnejo nihanja oddajati sevanje; ko snov še dodatno segrevamo, ta oddaja vse več sevanja. Nato snov oddaja sevanje z najnižjo frekvenco vidnega območja, ki daje rdečo barvo, naslednja pa je rumena barva in tako naprej.

Slika 02: Črni telesni spekter

Ko razmislimo o razlagi fotoelektričnega učinka, najprej razumemo, kaj je fotoelektrični učinek. Ko sevanje udari na površino kovine, povzroči oddajanje elektronov v površino kovine. Temu pravimo fotoelektrični učinek.

Slika 03: Fotoelektrični učinek

Po Planckovi kvantni teoriji, ko svetloba udari na površino, kvanta svetlobnega sevanja vso svojo energijo daje elektronom v površini. Tako se elektroni odcepijo od površine in se izvržejo s površine, če ima vpadno sevanje energijo, enako sili privlačnosti med atomskim jedrom in elektronom.

Kakšna je razlika med teorijo elektromagnetnih valov in Planckovo kvantno teorijo?

Teorija elektromagnetnih valov je teorija kemije, ki jo je razvil James Clark Maxwell leta 1864, medtem ko je Planckova kvantna teorija teorija kemije, ki jo je razvil Max Planck leta 1900. Ključna razlika med teorijo elektromagnetnih valov in Planckovo kvantno teorijo je, da teorija elektromagnetnih valov ne pojasni pojave sevanja črnega telesa in fotoelektrični učinek, medtem ko Planckova kvantna teorija razloži pojave sevanja črnega telesa in fotoelektrični učinek. Poleg tega je druga razlika med teorijo elektromagnetnega valovanja in Planckovo kvantno teorijo ta, da je v skladu s teorijo elektromagnetnih valov sevanje neprekinjeno, vendar po Planckovi kvantni teoriji sevanje neha biti.

Spodnja infografija prikazuje razliko med teorijo elektromagnetnih valov in Planckovo kvantno teorijo v tabeli.

Povzetek - Teorija elektromagnetnega valovanja in Planckova kvantna teorija

Dve teoriji elektromagnetne teorije valovanja in Planckova kvantna teorija pojasnjujeta obnašanje sevanja, ki ga oddaja snovi. Ključna razlika med teorijo elektromagnetnega valovanja in Planckovo kvantno teorijo je v tem, da teorija elektromagnetnega valovanja ne razlaga pojavov sevanja črnega telesa in fotoelektričnega učinka, medtem ko Planckova kvantna teorija pojasnjuje pojave sevanja črnega telesa in fotoelektrični učinek.

Referenca:

1. Prosti teksti. "4.2: Planckova kvantna teorija." Kemija LibreTexts, Libretexts, 21. julij 2016. Na voljo tukaj 

Vljudnost slik:

1. "1526374" avtor holder100 (CC0) prek pixabaja
2. "Blackbody Spectrum" avtorja Almazi - Lastno delo, (CC BY-SA 4.0) prek Commons Wikimedia
3. "Fotoelektrični učinek" Wolfmankurd - sl: Inkscape, (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia