Разница между теорией электромагнитных волн и квантовой теорией Планка

ключевое отличие между теорией электромагнитных волн и квантовой теорией Планка заключается в том, что Теория электромагнитной волны не объясняет явления излучения черного тела и фотоэлектрический эффект, в то время как квантовая теория Планка объясняет явления излучения черного тела и фотоэлектрический эффект.

Если мы нагреваем вещество (которое имеет высокую температуру плавления), оно сначала окрашивается в красный цвет, затем превращается в желтый цвет, который затем начинает светиться белым и синим светом. Как только вещество нагревается таким образом, мы называем его «черным телом», а получаемое излучение (которое излучает вещество) является «излучением черного тела». Однако мы не можем объяснить, как это происходит, используя теорию электромагнитных волн, но квантовая теория Планка это хорошо объясняет.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое теория электромагнитных волн
3. Что такое квантовая теория Планка
4. Сравнение бок о бок - теория электромагнитных волн против квантовой теории Планка в табличной форме
5. Резюме

Что такое теория электромагнитных волн?

Теория электромагнитных волн - это теория в химии, которая была разработана Джеймсом Кларком Максвеллом в 1864 году. Согласно этой теории, существует несколько моментов, касающихся излучения, испускаемого веществом..

Эти пункты следующие:

• Энергия излучается из любого источника непрерывно в форме лучистой энергии.
• Излучение имеет два поля, колеблющихся перпендикулярно друг другу; электрическое поле и магнитное поле. Оба эти поля перпендикулярны пути излучения.
• Излучение имеет волновые характеристики и движется со скоростью света. Мы называем это электромагнитным излучением.
• Эти электромагнитные излучения не требуют вещества для распространения.

«Волна», описанная в этой теории, имеет несколько характеристик. Длина волны волны - это расстояние между двумя последовательными гребнями или впадинами волны. Количество волн, проходящих через точку в секунду, является частотой волны. Линейное расстояние, которое волна проходит за одну секунду, является скоростью. Волновое число - это количество волн в сантиметре.

Рисунок 01: Длина электромагнитной волны

Используя эту теорию, мы можем развивать электромагнитный спектр. Тем не менее, есть некоторые ограничения в этой теории. Эти ограничения заключаются в следующем:

1. Это не может объяснить излучение черного тела.
2. И, это не объясняет фотоэлектрический эффект.
3. Это не может объяснить, как теплоемкость изменяет температуру твердых веществ..
4. Кроме того, он не может объяснить линейные спектры атомов.

Что такое квантовая теория Планка?

Квантовая теория Планка - это теория химии, разработанная Максом Планком в 1900 году. Эта теория похожа на модификацию теории электромагнитных волн, потому что мы можем объяснить вещи, которые теория электромагнитных волн не могла объяснить. Важными моментами в этой теории являются следующие:

• Излучающая энергия излучает или прерывисто переходит в энергетические пакеты, которые мы называем квантами..
• Энергия каждого кванта равна произведению постоянной Планка на частоту излучения.
• Всегда общее количество энергии, которую вещество излучает или поглощает, представляет собой целое число квантов.

Кроме того, эта теория объяснила явления излучения черного тела и фотоэлектрический эффект, который теория электромагнитных волн не смогла объяснить. Согласно этой теории, когда мы нагреваем вещество, атомы этого вещества поглощают энергию тепла и начинают колебаться, испуская излучение; когда мы продолжаем нагревать вещество, оно излучает все больше и больше радиации. Затем вещество испускает излучение с самой низкой частотой видимого диапазона, которая дает красный цвет, а следующий - желтый цвет и т. Д..

Рисунок 02: Спектр черного тела

Рассматривая объяснение фотоэлектрического эффекта, сначала давайте разберемся, что такое фотоэлектрический эффект. Когда излучение попадает на поверхность металла, оно вызывает эмиссию электронов на поверхности металла. Это то, что мы называем фотоэлектрическим эффектом.

Рисунок 03: Фотоэлектрический эффект

Согласно квантовой теории Планка, когда свет падает на поверхность, кванты светового излучения отдают всю свою энергию электронам на поверхности. Следовательно, электроны отрываются от поверхности и выбрасываются с поверхности, если падающее излучение имеет энергию, равную силе притяжения между атомным ядром и электроном..

В чем разница между теорией электромагнитных волн и квантовой теорией Планка?

Теория электромагнитных волн - это теория химии, разработанная Джеймсом Кларком Максвеллом в 1864 году, тогда как Квантовая теория Планка - это теория химии, разработанная Максом Планком в 1900 году. Ключевое различие между теорией электромагнитных волн и квантовой теорией Планка состоит в том, что теория электромагнитных волн не объяснить явления излучения черного тела и фотоэлектрический эффект, тогда как квантовая теория Планка действительно объясняет явления излучения черного тела и фотоэлектрический эффект. Кроме того, другое отличие теории электромагнитных волн от квантовой теории Планка состоит в том, что согласно теории электромагнитных волн излучение является непрерывным, но, согласно квантовой теории Планка, излучение прерывистое..

Приведенная ниже инфографика представляет разницу между теорией электромагнитных волн и квантовой теорией Планка в табличной форме..

Резюме - Теория электромагнитных волн против квантовой теории Планка

Две теории: теория электромагнитных волн и квантовая теория Планка объясняют поведение излучения, испускаемого веществом. Однако ключевое различие между теорией электромагнитных волн и квантовой теорией Планка заключается в том, что теория электромагнитных волн не объясняет явления излучения черного тела и фотоэлектрический эффект, тогда как квантовая теория Планка объясняет явления излучения черного тела и фотоэлектрический эффект..

Ссылка:

1. Libretexts. «4.2. Квантовая теория Планка». Химия LibreTexts, Libretexts, 21 июля 2016 года. Доступно здесь 

Изображение предоставлено:

1. ”1526374" от helder100 (CC0) через pixabay
2. «Blackbody Spectrum» Алмази - собственная работа (CC BY-SA 4.0) через Commons Wikimedia
3. «Фотоэлектрический эффект» Вольфманкурда - ru: Inkscape, (CC BY-SA 3.0), через Commons Wikimedia