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.
Если мы нагреваем вещество (имеющее высокую температуру плавления), оно сначала окрашивается в красный цвет, затем превращается в желтый цвет, который затем начинает светиться бело-голубым светом. Когда вещество нагревается таким образом, мы называем его «черным телом», а возникающее в результате излучение (которое излучает вещество) называется «излучением черного тела». Однако мы не можем объяснить, как это происходит, используя теорию электромагнитных волн, но квантовая теория Планка объясняет это хорошо.
Что такое теория электромагнитных волн?
Теория электромагнитных волн - это химическая теория, разработанная Джеймсом Кларком Максвеллом в 1864 году. Согласно этой теории, существует несколько положений об излучении, испускаемом веществом.
Эти точки следующие:
- Энергия непрерывно излучается из любого источника в виде 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 распространяется со скоростью света. Мы называем это электромагнитным излучением.
- Эти электромагнитные излучения не требуют материи для распространения.
«Волна», описанная в этой теории, имеет несколько характеристик. Длина волны - это расстояние между двумя последовательными гребнями или впадинами волны. Количество волн, проходящих через точку за одну секунду, является частотой волны. Линейное расстояние, которое волна проходит за одну секунду, называется скоростью. Волновое число - это количество волн на одном сантиметре длины.
Рисунок 01: Длина электромагнитной волны
Используя эту теорию, мы можем разработать электромагнитный спектр. Однако у этой теории есть некоторые ограничения. Эти ограничения заключаются в следующем:
- Это не может объяснить излучение черного тела.
- И это не объясняет фотоэлектрический эффект.
- Это не может объяснить, как теплоемкость изменяет температуру твердых тел.
- Кроме того, он не может объяснить линейчатые спектры атомов.
Что такое квантовая теория Планка?
Квантовая теория Планка - это химическая теория, разработанная Максом Планком в 1900 году. Эта теория похожа на модификацию теории электромагнитных волн, потому что мы можем объяснить то, что теория электромагнитных волн не могла объяснить. Важными моментами в этой теории являются следующие:
- Энергия излучения излучается или поглощается дискретно в виде энергетических пакетов, которые мы называем квантами.
- Энергия каждого кванта равна произведению постоянной Планка на частоту излучения.
- Всегда общее количество энергии, которое излучает или поглощает вещество, представляет собой целое число квантов.
Более того, эта теория объясняла явления излучения черного тела и фотоэлектрический эффект, которые теория электромагнитных волн не могла объяснить. Согласно этой теории, когда мы нагреваем вещество, атомы этого вещества поглощают энергию тепла и начинают колебаться, испуская излучение; когда мы дополнительно нагреваем вещество, оно излучает все больше и больше излучения. Затем вещество испускает излучение с самой низкой частотой видимого диапазона, которое дает красный цвет, затем желтый цвет и так далее.
Рисунок 02: Спектр черного тела
При рассмотрении объяснения фотоэлектрического эффекта сначала давайте разберемся, что такое фотоэлектрический эффект. Когда излучение попадает на поверхность металла, оно вызывает испускание 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 химическая теория, разработанная Джеймсом Кларком Максвеллом в 1864 году, тогда как квантовая теория Планка - это химическая теория, разработанная Максом Планком в 1900 году. 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. Более того, еще одно различие между теорией электромагнитных волн и квантовой теорией Планка заключается в том, что согласно теории электромагнитных волн излучение непрерывно, а согласно квантовой теории Планка излучение прерывисто.
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.
