Kľúčový rozdiel medzi teóriou elektromagnetických vĺn a Planckovou kvantovou teóriou je v tom, že teória elektromagnetických vĺn nevysvetľuje javy žiarenia čierneho telesa a fotoelektrický efekt, zatiaľ čo Planckova kvantová teória vysvetľuje javy žiarenia čierneho telesa a fotoelektrický efekt.
Ak látku (ktorá má vysoký bod topenia) zahrejeme, najskôr sa zafarbí do červena, potom sa zmení na žltú, ktorá potom začne žiariť bielym a modrým svetlom. Keď sa látka takto zahreje, nazývame ju „čierne teleso“a výsledné žiarenie (ktoré látka vyžaruje) je „žiarenie čierneho telesa“. Nemôžeme však vysvetliť, ako sa to deje pomocou teórie elektromagnetických vĺn, ale Planckova kvantová teória to vysvetľuje dobre.
Čo je teória elektromagnetických vĺn?
Teória elektromagnetických vĺn je teória v chémii, ktorú vyvinul James Clark Maxwell v roku 1864. Podľa tejto teórie existuje niekoľko bodov o žiarení emitovanom z látky.
Tieto body sú nasledovné:
- Energia vyžaruje z akéhokoľvek zdroja nepretržite vo forme žiarivej energie.
- Žiarenie má dve polia oscilujúce navzájom kolmo; elektrické pole a magnetické pole. Obe tieto polia sú kolmé na dráhu žiarenia.
- Žiarenie má vlnové charakteristiky a šíri sa rýchlosťou svetla. Hovoríme tomu elektromagnetické žiarenie.
- Toto elektromagnetické žiarenie nevyžaduje na svoje šírenie hmotu.
„Vlna“opísaná v tejto teórii má niekoľko charakteristík. Vlnová dĺžka vlny je vzdialenosť medzi dvoma po sebe nasledujúcimi vrcholmi alebo dnami vlny. Počet vĺn, ktoré prejdú bodom za jednu sekundu, je frekvencia vlny. Lineárna vzdialenosť, ktorú vlna prejde za jednu sekundu, je rýchlosť. Vlnové číslo je počet vĺn prítomných v dĺžke jedného centimetra.
Obrázok 01: Dĺžka elektromagnetickej vlny
Pomocou tejto teórie môžeme vyvinúť elektromagnetické spektrum. Táto teória má však určité obmedzenia. Tieto obmedzenia sú nasledovné:
- Nedá sa vysvetliť žiarenie čierneho telesa.
- A nevysvetľuje to fotoelektrický efekt.
- Nedá sa vysvetliť, ako tepelná kapacita mení teplotu pevných látok.
- Okrem toho nedokáže vysvetliť čiarové spektrá atómov.
Čo je Planckova kvantová teória?
Planckova kvantová teória je teória chémie vyvinutá Maxom Planckom v roku 1900. Táto teória je ako modifikácia teórie elektromagnetických vĺn, pretože dokážeme vysvetliť veci, ktoré teória elektromagnetických vĺn vysvetliť nedokázala. Dôležité body v tejto teórii sú nasledovné:
- Žiarivá energia vyžaruje alebo pohlcuje diskontinuálne ako energetické balíčky, ktoré nazývame kvantá.
- Energia každého kvanta sa rovná súčinu Planckovej konštanty a frekvencie žiarenia.
- Vždy celkové množstvo energie, ktorú látka vyžaruje alebo absorbuje, je celé číslo.
Táto teória navyše vysvetlila javy žiarenia čierneho telesa a fotoelektrický efekt, ktorý teória elektromagnetických vĺn nedokázala vysvetliť. Podľa tejto teórie, keď ohrievame látku, atómy tejto látky absorbujú energiu z tepla a spúšťajú oscilácie, aby vyžarovali žiarenie; keď látku ďalej zahrievame, vyžaruje stále viac žiarenia. Potom látka vyžaruje žiarenie s najnižšou frekvenciou viditeľného rozsahu, ktorá dáva červenú farbu, ďalšia je žltá atď.
Obrázok 02: Spektrum čierneho tela
Pri zvažovaní vysvetlenia fotoelektrického efektu najprv pochopme, čo je fotoelektrický efekt. Keď žiarenie dopadá na povrch kovu, spôsobuje emisiu elektrónov na povrchu kovu. Toto nazývame fotoelektrický efekt.
Obrázok 03: Fotoelektrický efekt
Podľa Planckovej kvantovej teórie, keď svetlo dopadá na povrch, kvantá svetelného žiarenia odovzdajú všetku svoju energiu elektrónom na povrchu. Elektróny sa teda oddeľujú od povrchu a vymršťujú sa z povrchu, ak dopadajúce žiarenie má energiu rovnajúcu sa sile príťažlivosti medzi atómovým jadrom a elektrónom.
Aký je rozdiel medzi teóriou elektromagnetických vĺn a Planckovou kvantovou teóriou?
Teória elektromagnetických vĺn je teória chémie vyvinutá Jamesom Clarkom Maxwellom v roku 1864, zatiaľ čo Planckova kvantová teória je teória chémie vyvinutá Maxom Planckom v roku 1900. Kľúčový rozdiel medzi teóriou elektromagnetických vĺn a Planckovou kvantovou teóriou je teória elektromagnetických vĺn nevysvetľuje javy žiarenia čierneho telesa a fotoelektrický efekt, zatiaľ čo Planckova kvantová teória vysvetľuje javy žiarenia čierneho telesa a fotoelektrický efekt. Okrem toho ďalší rozdiel medzi teóriou elektromagnetických vĺn a Planckovou kvantovou teóriou je ten, že podľa teórie elektromagnetických vĺn je žiarenie spojité, ale podľa Planckovej kvantovej teórie je žiarenie nespojité.
Nižšie uvedená infografika predstavuje rozdiel medzi teóriou elektromagnetických vĺn a Planckovou kvantovou teóriou v tabuľkovej forme.
Zhrnutie – Teória elektromagnetických vĺn vs Planckova kvantová teória
Dve teórie Teória elektromagnetických vĺn a Planckova kvantová teória vysvetľujú správanie žiarenia emitovaného látkou. Kľúčový rozdiel medzi teóriou elektromagnetických vĺn a Planckovou kvantovou teóriou je však v tom, že teória elektromagnetických vĺn nevysvetľuje javy žiarenia čierneho tela a fotoelektrický efekt, zatiaľ čo Planckova kvantová teória vysvetľuje javy žiarenia čierneho tela a fotoelektrický efekt.
