Diferența cheie dintre teoria undelor electromagnetice și teoria cuantică a lui Planck este că teoria undelor electromagnetice nu explică fenomenele de radiație a corpului negru și efectul fotoelectric, în timp ce teoria cuantică a lui Planck explică fenomenele de radiație a corpului negru și efectul fotoelectric.
Dacă încălzim o substanță (care are un punct de topire ridicat), aceasta devine mai întâi roșie, apoi se transformă într-o culoare galbenă, care apoi începe să strălucească cu lumină albă și albastră. Odată ce substanța este încălzită astfel, o numim „corp negru”, iar radiația rezultată (pe care o emite substanța) este „radiația corpului negru”. Cu toate acestea, nu putem explica cum se întâmplă acest lucru folosind teoria undelor electromagnetice, dar teoria cuantică a lui Planck o explică bine.
Ce este teoria undelor electromagnetice?
Teoria undelor electromagnetice este o teorie în chimie care a fost dezvoltată de James Clark Maxwell în 1864. Conform acestei teorii, există mai multe puncte despre radiația emisă de o substanță.
Aceste puncte sunt după cum urmează:
- Energia emite din orice sursă în mod continuu sub formă de energie radiantă.
- Radiația are două câmpuri care oscilează perpendicular unul pe celăl alt; câmp electric și câmp magnetic. Ambele câmpuri sunt perpendiculare pe calea radiației.
- Radiția are caracteristici de undă și se deplasează cu viteza luminii. O numim radiație electromagnetică.
- Aceste radiații electromagnetice nu necesită materie pentru propagare.
„Valul” descris în această teorie are mai multe caracteristici. Lungimea de undă a undei este distanța dintre două creste sau jgheaburi consecutive ale undei. Un număr de unde care trec printr-un punct pe secundă reprezintă frecvența undei. Distanța liniară pe care o parcurge unda pe o secundă este viteza. Numărul de undă este numărul de valuri prezente în lungime de un centimetru.
Figura 01: Lungimea undei electromagnetice
Folosind această teorie, putem dezvolta spectrul electromagnetic. Cu toate acestea, există câteva limitări ale acestei teorii. Aceste limitări sunt după cum urmează:
- Nu poate explica radiația corpului negru.
- Și nu explică efectul fotoelectric.
- Nu poate explica modul în care capacitatea termică variază temperatura solidelor.
- În plus, nu poate explica spectrele de linii ale atomilor.
Ce este teoria cuantică a lui Planck?
Teoria cuantică a lui Planck este o teorie în chimie dezvoltată de Max Planck în 1900. Această teorie este ca o modificare pentru teoria undelor electromagnetice, deoarece putem explica lucrurile pe care teoria undelor electromagnetice nu le-a putut explica. Punctele importante din această teorie sunt următoarele:
- Energia radiantă emite sau absoarbe discontinuu sub formă de pachete de energie, pe care le numim cuante.
- Energia fiecărei cuantii este egală cu produsul constantei lui Planck și frecvența radiației.
- Întotdeauna cantitatea totală de energie pe care o emite sau o absoarbe o substanță este un număr întreg de quante.
În plus, această teorie a explicat fenomenele de radiație a corpului negru și efectul fotoelectric pe care teoria undelor electromagnetice nu a reușit să-l explice. Conform acestei teorii, atunci când încălzim o substanță, atomii acelei substanțe absorb energie din căldură și încep oscilații pentru a emite radiații; când încălzim în continuare substanța, aceasta emite din ce în ce mai multă radiație. Apoi, substanța emite radiații cu frecvența cea mai scăzută a intervalului vizibil care dă culoare roșie, iar următoarea este culoarea galbenă și așa mai departe.
Figura 02: Spectrul corpului negru
Când luăm în considerare explicația efectului fotoelectric, mai întâi să înțelegem ce este un efect fotoelectric. Când radiația lovește suprafața unui metal, provoacă emisia de electroni pe suprafața metalului. Acesta este ceea ce numim efect fotoelectric.
Figura 03: Efect fotoelectric
Conform teoriei cuantice a lui Planck, atunci când lumina lovește o suprafață, cuantele radiației luminoase dă toată energia sa electronilor de pe suprafață. Prin urmare, electronii devin desprinși de la suprafață și ejectați de pe suprafață, dacă radiația incidentă are energia egală cu forța de atracție dintre nucleul atomic și electron.
Care este diferența dintre teoria undelor electromagnetice și teoria cuantică a lui Planck?
Teoria undelor electromagnetice este o teorie în chimie dezvoltată de James Clark Maxwell în 1864, în timp ce teoria cuantică a lui Planck este o teorie în chimie dezvoltată de Max Planck în 1900. Diferența cheie dintre teoria undelor electromagnetice și teoria cuantică a lui Planck este că Teoria undelor electromagnetice nu explică fenomenele de radiație a corpului negru și efectul fotoelectric, în timp ce teoria cuantică a lui Planck explică fenomenele de radiație a corpului negru și efectul fotoelectric. Mai mult, o altă diferență între teoria undelor electromagnetice și teoria cuantică a lui Planck este că, conform teoriei undelor electromagnetice, radiația este continuă, dar, conform teoriei cuantice a lui Planck, radiația este discontinuă.
Infografia de mai jos prezintă diferența dintre teoria undelor electromagnetice și teoria cuantică a lui Planck sub formă tabelară.
Rezumat – Teoria undelor electromagnetice vs Teoria cuantică a lui Planck
Cele două teorii Teoria undelor electromagnetice și Teoria cuantică a lui Planck explică comportamentul radiațiilor emise de o substanță. Cu toate acestea, diferența cheie dintre teoria undelor electromagnetice și teoria cuantică a lui Planck este că teoria undelor electromagnetice nu explică fenomenele de radiație a corpului negru și efectul fotoelectric, în timp ce teoria cuantică a lui Planck explică fenomenele de radiație a corpului negru și efectul fotoelectric.
