Különbség az elektromágneses hullám elmélete és a Planck kvantum elmélete között

Az kulcs különbség az elektromágneses hullámelmélet és a Planck kvantumelmélete között az, hogy Az elektromágneses hullámelmélet nem magyarázza a fekete test sugárzási jelenségeit és a fotoelektromos hatást, míg a Planck kvantumelmélete magyarázza a fekete test sugárzási jelenségeit és a fotoelektromos hatást..

Ha egy anyagot (amelynek olvadáspontja magas) melegítjük, először vörös színűvé válik, majd sárga színűvé válik, amely fehér és kék fényben világítani kezd. Miután az anyag ilyen módon felmelegszik, „fekete testnek” nevezzük, és az ebből eredő sugárzás (amelyet az anyag bocsát ki) „fekete test sugárzásnak” minősül. Az elektromágneses hullám elmélete azonban nem magyarázza meg, de a Planck kvantumelmélete ezt jól magyarázza.

TARTALOMJEGYZÉK

1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mi az elektromágneses hullám elmélete?
3. Mi a Planck kvantumelmélete?
4. Összehasonlítás - Elektromágneses hullámelmélet vs. Planck kvantumelmélete táblázatos formában
5. Összegzés

Mi az elektromágneses hullám elmélete??

Az elektromágneses hullám elmélete a kémia elmélete, amelyet James Clark Maxwell 1864-ben fejlesztett ki. Ezen elmélet szerint számos szempont áll az anyag kibocsátott sugárzásról.

Ezek a pontok a következők:

• Az energia bármilyen forrásból folyamatosan sugárzó energia formájában bocsát ki.
• A sugárzásnak két, egymásra merőleges oszcilláló mezője van; elektromos és mágneses mező. Mindkét mező merőleges a sugárzás útjára.
• A sugárzásnak hullámjellemzői vannak, és a fénysebességgel halad. Elektromágneses sugárzásnak hívjuk.
• Ezeknek az elektromágneses sugárzásoknak a terjedéséhez nem szükséges anyag.

Az ebben az elméletben leírt „hullámnak” számos jellemzője van. A hullám hullámhossza a hullám két egymást követő kréta vagy vályú közötti távolság. Számos olyan hullám, amely másodpercenként áthalad egy ponton, a hullám frekvenciája. A hullám által másodpercenként megtett lineáris távolság a sebesség. Hullámszám: az egy centiméter hosszú hullámok száma.

01. ábra: Elektromágneses hullámhossz

Ezen elmélet felhasználásával kifejleszthetjük az elektromágneses spektrumot. Ennek az elméletnek azonban vannak bizonyos korlátai. Ezek a korlátozások a következők:

1. Nem magyarázza a fekete test sugárzását.
2. És nem magyarázza a fotoelektromos hatást.
3. Nem magyarázza meg, hogy a hőkapacitás hogyan változtatja a szilárd anyagok hőmérsékletét.
4. Ezenkívül nem magyarázza az atomok vonóspektrumát.

Mi az a Planck kvantumelmélete??

Planck kvantumelmélete a kémia elmélete, amelyet Max Planck fejlesztett ki 1900-ban. Ez az elmélet olyan, mint egy módosítás az elektromágneses hullám elméletében, mert meg tudjuk magyarázni azokat a dolgokat, amelyeket az elektromágneses hullám elmélete nem tudott megmagyarázni. Ennek az elméletnek a fontos elemei a következők:

• A sugárzó energia szakaszosan bocsát ki vagy abszorbeálódik energiacsomagként, amit kvantának hívunk.
• Az egyes kvantumok energiája megegyezik a Planck állandó és a sugárzás frekvenciájának szorzatával.
• Mindig az az anyagmennyiség, amelyet egy anyag bocsát ki vagy elnyel, egész számú kvantum.

Ezenkívül ez az elmélet magyarázta a fekete test sugárzásának és a fotoelektromos hatásnak a jelenségét, amelyeket az elektromágneses hullám elmélete nem tudott magyarázni. Ezen elmélet szerint, amikor egy anyagot hevítünk, az anyag atomjai elnyelik a hőből származó energiát és rezgéseket indítanak, hogy sugárzást bocsássanak ki; amikor tovább melegítjük az anyagot, egyre több sugárzást bocsát ki. Ezután az anyag sugárzást bocsát ki a látható tartomány legalacsonyabb frekvenciájával, amely piros színű, a következő pedig sárga színű és így tovább.

02 ábra: Fekete test spektruma

A fotoelektromos hatás magyarázatának mérlegelésekor először értjük meg, mi a fotoelektromos hatás. Amikor a sugárzás megüti a fém felületét, az elektron kibocsátást okoz a fém felületén. Ezt hívjuk fotoelektromos effektusnak.

03. ábra: Fotoelektromos hatás

A Planck kvantumelmélete szerint, amikor a fény felületre csap, a fény sugárzásának kvantuma teljes energiát adja a felszínen lévő elektronoknak. Ennélfogva az elektronok leválnak a felületről és kikerülnek a felületről, ha a beeső sugárzás energiája megegyezik az atommag és az elektron közötti vonzóerővel..

Mi a különbség az elektromágneses hullám elmélete és a Planck kvantum elmélete között??

Az elektromágneses hullámelmélet a kémia elmélete, amelyet James Clark Maxwell 1864-ben fejlesztett ki, míg a Planck kvantumelmélete a kémia elmélete, amelyet Max Planck fejlesztett ki 1900-ban. A legfontosabb különbség az elektromágneses hullám elmélete és a Planck kvantumelmélete között az, hogy az elektromágneses hullám elmélete nem magyarázza a fekete test sugárzási jelenségeit és a fotoelektromos hatást, míg a Planck kvantumelmélete magyarázza a fekete test sugárzási jelenségeit és a fotoelektromos hatást. Ezenkívül az elektromágneses hullám elmélete és a Planck kvantumelmélete között egy másik különbség az, hogy az elektromágneses hullám elmélete szerint a sugárzás folyamatos, de a Planck kvantumelmélete szerint a sugárzás folyamatos.

Az alábbi infographic táblázatos formában mutatja be az elektromágneses hullám elmélete és a Planck kvantumelmélete közötti különbséget.

Összegzés - Elektromágneses hullámelmélet vs. Planck kvantumelmélete

Az elektromágneses hullám elmélete és a Planck kvantumelmélete magyarázza az anyag kibocsátott sugárzás viselkedését. Az elektromágneses hullám elmélete és a Planck kvantumelmélete között azonban az a fő különbség, hogy az elektromágneses hullám elmélet nem magyarázza a fekete test sugárzási jelenségeit és a fotoelektromos hatást, míg a Planck kvantum elmélete magyarázza a fekete test sugárzási jelenségeit és a fotoelektromos hatást..

Referencia:

1. Libretextek. “4.2: Planck kvantumelmélete.” Kémia LibreTexts, Libretexts, 2016. július 21 

Kép jóvoltából:

1. „1526374”: helder100 (CC0) pixabay-n keresztül
2. Almazi „Blackbody Spectrum” - Saját munka, (CC BY-SA 4.0) a Commons Wikimedia segítségével
3. „Fotoelektromos hatás”: Wolfmankurd - hu: Inkscape, (CC BY-SA 3.0) a Commons Wikimedia-on keresztül