Forskellen mellem elektromagnetisk bølgeteori og Plancks kvanteteori

Det vigtigste forskel mellem elektromagnetisk bølgeteori og Plancks kvanteteori er, at Elektromagnetisk bølgeteori forklarer ikke de sorte kropsstrålingsfænomener og den fotoelektriske effekt, mens Plancks kvanteteori forklarer sorte kropsstrålingsfænomener og den fotoelektriske virkning.

Hvis vi opvarmer et stof (som har et højt smeltepunkt), bliver det først rødfarvet, derefter konverteres det til en gul farve, som derefter begynder at gløde med hvidt og blåt lys. Når stoffet er opvarmet sådan, kalder vi det en "sort krop", og den resulterende stråling (som stoffet udsender) er "sort kropsstråling". Vi kan imidlertid ikke forklare, hvordan dette sker ved hjælp af elektromagnetisk bølgeteori, men Plancks kvanteteori forklarer det godt.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er elektromagnetisk bølgeteori
3. Hvad er Plancks kvanteteori
4. Sammenligning ved siden af ​​hinanden - Elektromagnetisk bølgeteori vs Plancks kvanteteori i tabelform
5. Resume

Hvad er elektromagnetisk bølgeteori?

Elektromagnetisk bølgeteori er en teori i kemi, der blev udviklet af James Clark Maxwell i 1864. I henhold til denne teori er der flere punkter om stråling udsendt fra et stof.

Disse punkter er som følger:

• Energi udsender kontinuerligt fra enhver kilde i form af strålende energi.
• Stråling har to felter, der svinger vinkelret på hinanden; elektrisk felt og magnetisk felt. Begge disse felter er vinkelret på strålingsstien.
• Stråling har bølgeegenskaber og bevæger sig i lysets hastighed. Vi kalder det elektromagnetisk stråling.
• Denne elektromagnetiske stråling kræver ikke materiale til udbredelse.

Den "bølge", der er beskrevet i denne teori, har flere egenskaber. Bølgelængden af ​​bølgen er afstanden mellem to på hinanden følgende kam eller bølger af bølgen. Et antal bølger, der passerer gennem et punkt pr. Sekund, er bølgens frekvens. Den lineære afstand, som bølgen bevæger sig pr. Sekund, er hastigheden. Bølgetal er antallet af bølger til stede i en centimeter lang.

Figur 01: Elektromagnetisk bølgelængde

Ved hjælp af denne teori kan vi udvikle det elektromagnetiske spektrum. Der er dog nogle begrænsninger i denne teori. Disse begrænsninger er som følger:

1. Det kan ikke forklare den sorte kropsstråling.
2. Og det forklarer ikke den fotoelektriske effekt.
3. Det kan ikke forklare, hvordan varmekapaciteten varierer temperaturen på faste stoffer.
4. Derudover kan det ikke forklare atomenes linjespektre.

Hvad er Plancks kvanteteori?

Plancks Quantum Theory er en teori i kemi udviklet af Max Planck i 1900. Denne teori er som en modifikation af elektromagnetisk bølgeteori, fordi vi kan forklare de ting, som den elektromagnetiske bølgeteori ikke kunne forklare. De vigtige punkter i denne teori er som følger:

• Strålende energi udsender eller absorberer diskontinuerligt som energipakker, som vi kalder kvanta.
• Energien i hvert kvante er lig med produktet af Plancks konstant og frekvensen af ​​stråling.
• Den samlede mængde energi, som et stof udsender eller absorberer, er altid et helt antal kvanta.

Desuden forklarede denne teori fænomenerne med blackbody-stråling og den fotoelektriske effekt, som den elektromagnetiske bølgeteori ikke kunne forklare. I henhold til denne teori, når vi opvarmer et stof, optager stoffets atomer energi fra varme og starter svingninger til at udsende stråling; når vi yderligere opvarmer stoffet, udsender det mere og mere stråling. Derefter udsender stoffet stråling med den laveste frekvens af synligt interval, der giver rød farve, og det næste er gul farve og så videre.

Figur 02: Sort kropsspektrum

Når vi overvejer forklaringen til den fotoelektriske effekt, lad os først forstå, hvad en fotoelektrisk effekt er. Når strålingen rammer metaloverfladen, forårsager det udsendelse af elektroner i metaloverfladen. Dette er, hvad vi kalder fotoelektrisk effekt.

Figur 03: Fotoelektrisk effekt

I henhold til Plancks Quantum Theory giver kvantiteten af ​​lysstrålingen al dens energi til elektroner i overfladen, når lys strejker på en overflade. Derfor frigøres elektronerne fra overfladen og skubbes ud fra overfladen, hvis den indfaldende stråling har energien lig med tiltrækningskraften mellem atomkernen og elektronet.

Hvad er forskellen mellem elektromagnetisk bølgeteori og Plancks kvanteteori?

Elektromagnetisk bølgeteori er en teori i kemi udviklet af James Clark Maxwell i 1864, mens Plancks kvanteteori er en teori i kemi udviklet af Max Planck i 1900. Den vigtigste forskel mellem elektromagnetisk bølgeteori og Plancks kvanteteori er, at den elektromagnetiske bølgeteori ikke forklare sorte kropsstrålingsfænomener og fotoelektrisk effekt, hvorimod Plancks kvanteteori forklarer sorte kropsstrålingsfænomener og den fotoelektriske effekt. Desuden er en anden forskel mellem elektromagnetisk bølgeteori og Plancks kvanteteori, at ifølge den elektromagnetiske bølgeteori er strålingen kontinuerlig, men ifølge Plancks kvanteteori er strålingen diskontinuerlig.

Nedenstående infografik viser forskellen mellem elektromagnetisk bølgeteori og Plancks kvanteteori i tabelform.

Resumé - Elektromagnetisk bølgeteori vs Plancks kvanteteori

De to teorier Elektromagnetisk bølgeteori og Plancks kvanteteori forklarer opførslen af ​​stråling udsendt fra et stof. Den vigtigste forskel mellem elektromagnetisk bølgeteori og Plancks kvanteteori er imidlertid, at den elektromagnetiske bølgeteori ikke forklarer de sorte kropsstrålingsfænomener og den fotoelektriske virkning, mens Plancks kvanteteori forklarer sorte kropsstrålingsfænomener og den fotoelektriske virkning.

Reference:

1. Libreteksts. “4.2: Plancks kvanteteori.” Kemi LibreTexts, Libretexts, 21. juli 2016. Findes her 

Billede høflighed:

1. ”1526374” af helder100 (CC0) via pixabay
2. ”Blackbody Spectrum” af Almazi - Eget arbejde, (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
3. ”Photoelectric effect” Af Wolfmankurd - da: Inkscape, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia