Razlika između teorije elektromagnetskog vala i Planckove kvantne teorije

ključna razlika između teorije elektromagnetskog vala i Planckove kvantne teorije je da Teorija elektromagnetskih valova ne objašnjava pojave zračenja crnog tijela i fotoelektrični učinak dok Planckova kvantna teorija objašnjava pojave zračenja crnog tijela i fotoelektrični efekt.

Ako zagrijavamo tvar (koja ima visoku talište), ona se najprije oboji u crvenu boju, a zatim se pretvara u žutu boju, koja zatim počinje svijetliti bijelom i plavom svjetlošću. Jednom kada se tvar ovako zagrijava, nazivamo je „crnim tijelom“, a rezultirajuće zračenje (koje tvar emitira) je „crno zračenje tijela“. Međutim, ne možemo objasniti kako se to događa uporabom teorije elektromagnetskog vala, ali Planckova kvantna teorija to dobro objašnjava.

SADRŽAJ

1. Pregled i ključne razlike
2. Što je teorija elektromagnetskog vala
3. Što je Planckova kvantna teorija
4. Usporedna usporedba - Teorija elektromagnetskih valova i Planckova kvantna teorija u tabelarnom obliku
5. Sažetak

Što je teorija elektromagnetskog vala?

Teorija elektromagnetskih valova je teorija u kemiji koju je razvio James Clark Maxwell 1864. Prema ovoj teoriji, postoji nekoliko točaka o zračenju koje emitira supstanca.

Te su točke sljedeće:

• Energija kontinuirano emitira iz bilo kojeg izvora u obliku zračenja.
• Zračenje ima dva polja koja osciliraju okomito jedno na drugo; električno i magnetsko polje. Oba su ova polja okomita na putanju zračenja.
• Zračenje ima valne karakteristike i putuje brzinom svjetlosti. Mi to nazivamo elektromagnetskim zračenjem.
• Ova elektromagnetska zračenja ne zahtijevaju materiju za širenje.

"Val" opisan u ovoj teoriji ima nekoliko karakteristika. Valna duljina vala je udaljenost između dva uzastopna grebena ili korita vala. Broj valova koji prolaze kroz točku u sekundi je frekvencija vala. Linearna udaljenost kojom val putuje u sekundi je brzina. Wavenumber je broj valova prisutnih u duljini od jednog centimetra.

Slika 01: Elektromagnetska duljina vala

Pomoću te teorije možemo razviti elektromagnetski spektar. Međutim, postoje neka ograničenja ove teorije. Ta su ograničenja sljedeća:

1. Ne može objasniti zračenje crnog tijela.
2. I, to ne objašnjava fotoelektrični učinak.
3. Ne može objasniti kako toplinski kapacitet varira temperaturu krute tvari.
4. Nadalje, ne može objasniti linijski spektar atoma.

Što je Planckova kvantna teorija?

Planckova kvantna teorija je teorija u kemiji koju je razvio Max Planck 1900. Ova je teorija poput modifikacije za teoriju elektromagnetskih valova jer možemo objasniti stvari koje teorija elektromagnetskog vala nije mogla objasniti. Važne točke ove teorije su sljedeće:

• Zračna energija ispušta ili apsorbira u trenutku kad se energetski paketi, koje nazivamo kvantom.
• Energija svakog kvanta jednaka je proizvodu Planckove konstante i frekvencije zračenja.
• Uvijek je ukupna količina energije koju tvar emitira ili apsorbira cijeli broj kvanta.

Štoviše, ova je teorija objasnila pojave zračenja crnih tijela i fotoelektrični efekt koji teorija elektromagnetskih valova nije uspjela objasniti. Prema ovoj teoriji, kada zagrijavamo tvar, atomi te tvari apsorbiraju energiju iz topline i pokreću oscilacije za emitiranje zračenja; kad dalje zagrijavamo tvar, ona emitira sve više i više zračenja. Tada tvar emitira zračenje s najnižom frekvencijom vidljivog raspona koja daje crvenu boju, a sljedeća je žuta boja i tako dalje.

Slika 02: Crni spektar tijela

Razmatrajući objašnjenje fotoelektričnog učinka, prvo nam razumiju što je fotoelektrični učinak. Kad zračenje pogodi površinu metala, ono izaziva emisiju elektrona u površini metala. To nazivamo fotoelektričnim učinkom.

Slika 03: Fotoelektrični efekt

Prema Planccovoj kvantnoj teoriji, kada svjetlost udari na površinu, kvanta svjetlosnog zračenja daje svu svoju energiju elektronima u površini. Prema tome, elektroni se odvajaju od površine i izbacuju iz površine, ako incidentno zračenje ima energiju jednaku sili privlačenja između atomskog jezgra i elektrona.

Koja je razlika između teorije elektromagnetskog vala i Planckove kvantne teorije?

Teorija elektromagnetskih valova teorija je u kemiji koju je razvio James Clark Maxwell 1864. godine, dok je Planckova kvantna teorija kemija teorija koju je razvio Max Planck 1900. godine. Ključna razlika između teorije elektromagnetskog vala i Planckove kvantne teorije je u tome što teorija elektromagnetskog vala ne objasniti pojave zračenja crnog tijela i fotoelektrični učinak dok Planckova kvantna teorija objašnjava pojave zračenja crnog tijela i fotoelektrični učinak. Nadalje, još jedna razlika između teorije elektromagnetskog vala i Planckove kvantne teorije je da je prema teoriji elektromagnetskog vala zračenje kontinuirano, ali, prema Planckovoj kvantnoj teoriji, zračenje je prekidno.

Podaci u nastavku prikazuju razliku između teorije elektromagnetskog vala i Planckove kvantne teorije u tabelarnom obliku.

Sažetak - Teorija elektromagnetskog vala i Planckova kvantna teorija

Dvije teorije elektromagnetske teorije valova i Planckova kvantna teorija objašnjavaju ponašanje zračenja iz neke tvari. Međutim, ključna razlika između teorije elektromagnetskog vala i Planckove kvantne teorije je ta što elektromagnetska teorija ne objašnjava pojave zračenja crnog tijela i fotoelektrični učinak dok Planckova kvantna teorija objašnjava pojave zračenja crnog tijela i fotoelektrični efekt.

Referenca:

1. Libretexts. "4.2: Planckova kvantna teorija." Kemija LibreTexts, Libretexts, 21. srpnja 2016. Dostupno ovdje 

Ljubaznošću slike:

1. "1526374" autora holder100 (CC0) putem pixabay-a
2. "Blackbody Spectrum" Almazi - Vlastito djelo, (CC BY-SA 4.0) preko Commons Wikimedia
3. "Fotoelektrični efekt" Wolfmankurd - hr: Inkscape, (CC BY-SA 3.0) preko Commons Wikimedia