Erinevus elektromagnetiliste lainete teooria ja Plancki kvantteooria vahel

võtme erinevus elektromagnetilise laine teooria ja Plancki kvantteooria vahel on see, et Elektromagnetilise laine teooria ei seleta musta keha kiirguse nähtusi ja fotoelektrilist efekti, Plancki kvantide teooria aga musta keha kiirguse nähtusi ja fotoelektrilist efekti.

Kui me kuumutame ainet (mille sulamistemperatuur on kõrge), muutub see kõigepealt punaseks, seejärel kollaseks, mis seejärel hakkab valge ja sinise valgusega helendama. Kui ainet niimoodi kuumutatakse, kutsume seda “mustaks kehaks” ja sellest tulenev kiirgus (mida aine eraldab) on “musta keha kiirgus”. Kuid me ei saa elektromagnetiliste lainete teooriat kasutades selgitada, kuid Plancki kvantteooria selgitab seda hästi.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on elektromagnetiliste lainete teooria
3. Mis on Plancki kvantteooria
4. Kõrvuti võrdlus - elektromagnetilise laine teooria vs Plancki kvantteooria tabelina
5. Kokkuvõte

Mis on elektromagnetiliste lainete teooria?

Elektromagnetiliste lainete teooria on keemia teooria, mille töötas välja James Clark Maxwell 1864. Selle teooria kohaselt on ainest eralduva kiirguse kohta mitu punkti.

Need punktid on järgmised:

• Energia eraldub mis tahes allikast pidevalt kiirgusenergia kujul.
• Kiirgusel on kaks üksteisega risti liikuvat välja; elektriväli ja magnetväli. Mõlemad väljad on kiirguse teega risti.
• Kiirgusel on laineomadused ja see liigub valguse kiiruses. Me nimetame seda elektromagnetiliseks kiirguseks.
• Elektromagnetiline kiirgus ei vaja levimiseks ainet.

Selles teoorias kirjeldatud “lainel” on mitu tunnust. Laine lainepikkus on laine kahe järjestikuse kriidi või küna vaheline kaugus. Mitu lainet, mis läbivad punkti sekundis, on laine sagedus. Lineaarne vahemaa, mida laine sekundis läbib, on kiirus. Lainearv on ühe sentimeetri pikkuste lainete arv.

Joonis 01: Elektromagnetilise laine pikkus

Seda teooriat kasutades saame arendada elektromagnetilist spektrit. Sellel teoorial on siiski mõned piirangud. Need piirangud on järgmised:

1. See ei suuda selgitada musta keha kiirgust.
2. Ja see ei seleta fotoelektrilist efekti.
3. See ei suuda selgitada, kuidas soojusmahtuvus tahkete ainete temperatuuri muudab.
4. Lisaks ei suuda see selgitada aatomite joonte spektrit.

Mis on Plancki kvantteooria?

Plancki kvantteooria on Max Plancki poolt 1900. aastal välja töötatud keemiateooria. See teooria on nagu modifikatsioon elektromagnetiliste lainete teooriale, sest me saame selgitada asju, mida elektromagnetiliste lainete teooria ei suutnud seletada. Selle teooria olulised punktid on järgmised:

• Kiirgusenergia kiirgab või imendub energiapakkidena katkendlikult, mida me kutsume kvantideks.
• Iga kvandi energia võrdub Plancki konstandi ja kiirguse sageduse korrutisega.
• Aine kogu kiirgus, mida aine eraldab või absorbeerib, on alati täisarv kvante.

Veelgi enam, see teooria selgitas musta keha kiirguse ja fotoelektrilise efekti nähtusi, mida elektromagnetilise laine teooria ei suutnud selgitada. Selle teooria kohaselt neelavad aine kuumutamisel selle aatomid soojusest energiat ja hakkavad võnkumisi kiirgust eraldama; aine kuumutamisel eraldub see üha enam ja rohkem kiirgust. Siis eraldab aine kiirgust madalaima nähtava sagedusega sagedusega, mis annab punase värvi, ja järgmine on kollane värv jne.

Joonis 02: musta keha spekter

Fotoelektrilise efekti selgituse kaalumisel mõelgem kõigepealt, mis on fotoelektriline efekt. Kui kiirgus lööb metalli pinnale, põhjustab see metalli pinnale elektronide emissiooni. Seda kutsume fotoelektriliseks efektiks.

Joonis 03: fotoelektriline efekt

Plancki kvantteooria kohaselt annab valgus valguse pinnale sattudes valguse kiirguse kvantide kogu oma energia pinnal olevatele elektronidele. Seega eralduvad elektronid pinnalt ja väljuvad pinnast, kui langeva kiirguse energia on võrdne aatomituuma ja elektroni vahelise tõmbejõuga.

Mis vahe on elektromagnetiliste lainete teooria ja Plancki kvantteooria vahel?

Elektromagnetilise laine teooria on James Clark Maxwelli poolt 1864. aastal välja töötatud keemiateooria, samas kui Plancki kvantteooria on Max Plancki poolt 1900. aastal välja töötatud keemia teooria. Elektromagnetilise laine teooria ja Plancki kvantteooria peamine erinevus on see, et elektromagnetilise laine teooria ei selgitada musta keha kiirgusnähtusi ja fotoelektrilist efekti, samas kui Plancki kvantteooria selgitab musta keha kiirguse nähtusi ja fotoelektrilist efekti. Veel üks erinevus elektromagnetiliste lainete teooria ja Plancki kvantteooria vahel on see, et elektromagnetilise laine teooria kohaselt on kiirgus pidev, kuid vastavalt Plancki kvantteooriale on kiirgus katkendlik.

Allpool toodud infograafik kirjeldab tabelina elektromagnetiliste lainete teooria ja Plancki kvantteooria erinevust.

Kokkuvõte - elektromagnetilise laine teooria vs Plancki kvantteooria

Kaks teooriat - elektromagnetilise laine teooria ja Plancki kvantteooria - selgitavad ainest eralduva kiirguse käitumist. Elektromagnetilise laine teooria ja Plancki kvantteooria peamiseks erinevuseks on aga see, et elektromagnetilise laine teooria ei selgita musta keha kiirguse nähtusi ja fotoelektrilist efekti, samas kui Plancki kvantide teooria selgitab musta keha kiirguse nähtusi ja fotoelektrilist efekti.

Viide:

1. Libretekstid. “4.2: Plancki kvantteooria.” Keemia LibreTexts, Libretexts, 21. juuli 2016. Saadaval siin 

Pilt viisakalt:

1. ”1526374” helder100 (CC0) kaudu pixabay
2. Almazi “Blackbody Spectrum” - Oma töö, (CC BY-SA 4.0) Commons Wikimedia kaudu
3. ”Fotoelektriline efekt” autor: Wolfmankurd - et: Inkscape, (CC BY-SA 3.0) Commonsi Wikimedia kaudu