Pagrindinis skirtumas tarp elektromagnetinių bangų teorijos ir Plancko kvantinės teorijos yra tas, kad elektromagnetinių bangų teorija nepaaiškina juodojo kūno spinduliuotės reiškinių ir fotoelektrinio efekto, o Plancko kvantinė teorija paaiškina juodojo kūno spinduliuotės reiškinius ir fotoelektrinį efektą.
Jei kaitiname medžiagą (kurios lydymosi temperatūra yra aukšta), ji pirmiausia nusidažo raudonai, tada virsta geltona spalva, kuri vėliau pradeda švytėti b alta ir mėlyna šviesa. Kai medžiaga taip kaitinama, mes ją vadiname „juoduoju kūnu“, o gaunama spinduliuotė (kurią medžiaga skleidžia) yra „juodojo kūno spinduliuotė“. Tačiau negalime paaiškinti, kaip tai vyksta, naudojant elektromagnetinių bangų teoriją, bet Plancko kvantinė teorija tai gerai paaiškina.
Kas yra elektromagnetinių bangų teorija?
Elektromagnetinių bangų teorija yra chemijos teorija, kurią 1864 m. sukūrė Jamesas Clarkas Maxwellas. Remiantis šia teorija, yra keletas dalykų apie medžiagos skleidžiamą spinduliuotę.
Šie taškai yra tokie:
- Iš bet kurio š altinio energija nuolat skleidžiama spinduliavimo energijos pavidalu.
- Spinduliavimas turi du laukus, svyruojančius vienas kitam statmenai; elektrinis laukas ir magnetinis laukas. Abu šie laukai yra statmeni spinduliavimo keliui.
- Spinduliacija turi bangų charakteristikas ir sklinda šviesos greičiu. Mes tai vadiname elektromagnetine spinduliuote.
- Šiai elektromagnetinei spinduliuotei plisti nereikia medžiagos.
Šioje teorijoje aprašyta „banga“turi keletą savybių. Bangos ilgis yra atstumas tarp dviejų iš eilės einančių bangos keterų arba duburių. Bangų, kurios praeina per tašką per sekundę, skaičius yra bangos dažnis. Linijinis atstumas, kurį banga nukeliauja per sekundę, yra greitis. Bangų skaičius yra vieno centimetro ilgio bangų skaičius.
01 pav.: elektromagnetinės bangos ilgis
Naudodami šią teoriją galime sukurti elektromagnetinį spektrą. Tačiau ši teorija turi tam tikrų apribojimų. Šie apribojimai yra tokie:
- Tai negali paaiškinti juodo kūno spinduliavimo.
- Ir tai nepaaiškina fotoelektrinio efekto.
- Negalima paaiškinti, kaip šiluminė talpa kinta kietųjų medžiagų temperatūrai.
- Be to, tai negali paaiškinti atomų linijinių spektrų.
Kas yra Plancko kvantinė teorija?
Planko kvantinė teorija yra chemijos teorija, kurią 1900 m. sukūrė Maxas Planckas. Ši teorija yra tarsi elektromagnetinių bangų teorijos modifikacija, nes galime paaiškinti dalykus, kurių elektromagnetinių bangų teorija negalėjo paaiškinti. Svarbūs šios teorijos punktai yra tokie:
- Spinduliavimo energija skleidžia arba sugeria nepertraukiamai kaip energijos paketai, kuriuos vadiname kvantais.
- Kiekvieno kvanto energija yra lygi Planko konstantos ir spinduliavimo dažnio sandaugai.
- Visada bendras energijos kiekis, kurį medžiaga išskiria arba sugeria, yra sveikas kvantų skaičius.
Be to, ši teorija paaiškino juodųjų kūnų spinduliuotės ir fotoelektrinio efekto reiškinius, kurių elektromagnetinių bangų teorija nepaaiškino. Pagal šią teoriją, kai šildome medžiagą, tos medžiagos atomai sugeria energiją iš šilumos ir pradeda svyruoti spinduliuotę; kai toliau kaitiname medžiagą, ji skleidžia vis daugiau spinduliuotės. Tada medžiaga skleidžia mažiausio matomo diapazono dažnio spinduliuotę, kuri suteikia raudoną spalvą, o kita yra geltona ir pan.
02 pav.: juodo kūno spektras
Svarstydami paaiškinimą dėl fotoelektrinio efekto, pirmiausia leiskite mums suprasti, kas yra fotoelektrinis efektas. Kai spinduliuotė patenka į metalo paviršių, ji sukelia elektronų emisiją metalo paviršiuje. Tai vadiname fotoelektriniu efektu.
03 pav.: Fotoelektrinis efektas
Pagal Plancko kvantinę teoriją, kai šviesa patenka į paviršių, šviesos spinduliuotės kvantai visą savo energiją atiduoda paviršiuje esantiems elektronams. Vadinasi, elektronai atsiskiria nuo paviršiaus ir išstumiami iš paviršiaus, jei krintančios spinduliuotės energija yra lygi traukos jėgai tarp atomo branduolio ir elektrono.
Kuo skiriasi elektromagnetinių bangų teorija ir Plancko kvantinė teorija?
Elektromagnetinių bangų teorija yra chemijos teorija, kurią 1864 m. sukūrė Jamesas Clarkas Maxwellas, o Plancko kvantų teorija yra chemijos teorija, kurią sukūrė Maxas Planckas 1900 m. Pagrindinis skirtumas tarp elektromagnetinių bangų teorijos ir Plancko kvantinės teorijos yra tas, kad elektromagnetinių bangų teorija nepaaiškina juodojo kūno spinduliuotės reiškinių ir fotoelektrinio efekto, tuo tarpu Plancko kvantinė teorija paaiškina juodojo kūno spinduliuotės reiškinius ir fotoelektrinį efektą. Be to, dar vienas skirtumas tarp elektromagnetinių bangų teorijos ir Plancko kvantinės teorijos yra tas, kad pagal elektromagnetinių bangų teoriją spinduliuotė yra nuolatinė, bet pagal Planko kvantinę teoriją spinduliuotė yra nepertraukiama.
Toliau pateiktoje infografikoje lentelės forma pateikiamas skirtumas tarp elektromagnetinių bangų teorijos ir Plancko kvantinės teorijos.
Santrauka – elektromagnetinių bangų teorija prieš Plancko kvantinę teoriją
Dvi teorijos Elektromagnetinių bangų teorija ir Plancko kvantinė teorija paaiškina medžiagos skleidžiamos spinduliuotės elgesį. Tačiau pagrindinis skirtumas tarp elektromagnetinių bangų teorijos ir Plancko kvantinės teorijos yra tas, kad elektromagnetinių bangų teorija nepaaiškina juodojo kūno spinduliuotės reiškinių ir fotoelektrinio efekto, o Plancko kvantinė teorija paaiškina juodojo kūno spinduliuotės reiškinius ir fotoelektrinį efektą.
