Skillnad mellan elektromagnetisk vågteori och Plancks kvantumteori

De nyckelskillnad mellan elektromagnetisk vågteori och Plancks kvantumteori är att Elektromagnetisk vågteori förklarar inte de svarta kroppsstrålningsfenomenen och fotoelektriska effekter, medan Plancks Quantum Theory förklarar svarta kroppsstrålningsfenomenen och den fotoelektriska effekten.

Om vi ​​värmer upp ett ämne (som har en hög smältpunkt) blir den först rödfärgad och omvandlas sedan till en gul färg som börjar lysa med vitt och blått ljus. När ämnet är uppvärmt så kallas det en "svart kropp" och den resulterande strålningen (som ämnet avger) är "svart kroppsstrålning". Vi kan emellertid inte förklara hur det här händer med elektromagnetisk vågteori men Plancks kvantteori förklarar det bra.

INNEHÅLL

1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är elektromagnetisk vågteori
3. Vad är Plancks Quantum Theory
4. Side vid sidajämförelse - Elektromagnetisk vågteori vs Plancks kvantteori i tabellform
5. Sammanfattning

Vad är elektromagnetisk vågteori?

Elektromagnetisk vågsteori är en teori inom kemi som utvecklades av James Clark Maxwell 1864. Enligt denna teori finns det flera punkter om strålning som emitteras från ett ämne.

Dessa punkter är följande:

• Energi emitterar från vilken källa som helst kontinuerligt i form av strålningsenergi.
• Strålning har två fält som svänger vinkelrätt mot varandra; elektriskt fält och magnetfält. Båda dessa fält är vinkelräta mot strålningsbanan.
• Strålning har vågegenskaper och färdas i ljusets hastighet. Vi kallar det elektromagnetisk strålning.
• Denna elektromagnetiska strålning kräver inte materia för förökning.

Den "våg" som beskrivs i denna teori har flera egenskaper. Vågens våglängd är avståndet mellan två på varandra följande vapen eller vågens vågor. Ett antal vågor som passerar genom en punkt per en sekund är vågens frekvens. Det linjära avståndet som vågen åker per en sekund är hastigheten. Wavenumber är antalet vågor som är närvarande i en centimeter längd.

Figur 01: Elektromagnetisk våglängd

Med hjälp av denna teori kan vi utveckla det elektromagnetiska spektrumet. Det finns dock vissa begränsningar för denna teori. Dessa begränsningar är följande:

1. Det kan inte förklara den svarta kroppsstrålningen.
2. Och det förklarar inte den fotoelektriska effekten.
3. Det kan inte förklara hur värmekapaciteten varierar temperaturen hos fasta ämnen.
4. Dessutom kan det inte förklara linjespektra av atomer.

Vad är Plancks Quantum Theory?

Planck's Quantum Theory är en teori inom kemi som utvecklats av Max Planck 1900. Denna teori är som en modifikation för elektromagnetisk vågteori eftersom vi kan förklara de saker som den elektromagnetiska vågteorin inte kunde förklara. De viktiga punkterna i denna teori är följande:

• Radiant energi avger eller absorberar diskontinuerligt som energipaket, som vi kallar quanta.
• Energin hos varje kvant är lika med produkten av Plancks konstant och strålningsfrekvensen.
• Alltid är den totala mängden energi som ett ämne avger eller absorberar ett stort antal kvantiteter.

Dessutom förklarade denna teori fenomenen blackbody strålning och den fotoelektriska effekten som den elektromagnetiska vågteorin misslyckades med att förklara. Enligt denna teori, när vi värmer upp en substans, absorberar atomen av den substansen energi från värme och börjar svängningar för att avge strålning. När vi värmer upp ämnet, avger det allt mer strålning. Därefter sänder ämnet strålning med den lägsta frekvensen av synligt område som ger röd färg, och nästa är gul färg och så vidare.

Figur 02: Svart kroppsspektrum

När vi beaktar förklaringen till den fotoelektriska effekten, förstå förstå vad en fotoelektrisk effekt är. När strålningen träffar ytan på en metall, orsakar det utsläpp av elektroner i metallets yta. Det här kallar vi fotoelektriska effekter.

Figur 03: Fotoelektrisk effekt

Enligt Plancks Quantum Theory, när ljuset slår på en yta, ger ljuskällans kvanta all energi till elektronerna i ytan. Följaktligen kommer elektronerna att lossna från ytan och utstötas från ytan, om den infallande strålningen har energin lika med dragkraften mellan atomkärnan och elektronen.

Vad är skillnaden mellan elektromagnetisk vågteori och Plancks kvantumteori?

Elektromagnetisk vågteori är en teori inom kemi som utvecklats av James Clark Maxwell 1864 medan Plancks Quantum Theory är en teori inom kemi som utvecklats av Max Planck 1900. Huvudskillnaden mellan elektromagnetisk vågteori och Plancks kvantteori är att den elektromagnetiska vågteorin inte förklara svarta kroppsstrålningsfenomenen och fotoelektriska effekter medan Plancks kvantteori förklarar svarta kroppsstrålningsfenomenen och den fotoelektriska effekten. Vidare är en annan skillnad mellan elektromagnetisk vågteori och Plancks kvantteori att enligt strålningsteorin är strålningen kontinuerlig men enligt Plancks Quantum Theory är strålningen diskontinuerlig.

Nedan infographic presenterar skillnaden mellan elektromagnetisk vågteori och Plancks kvantteori i tabellform.

Sammanfattning - Elektromagnetisk vågteori vs Plancks kvantumteori

De två teorierna Elektromagnetisk vågteori och Plancks kvantteori förklarar uppträdandet av strålning som emitteras från ett ämne. Huvudskillnaden mellan elektromagnetisk vågteori och Plancks kvantumteori är emellertid att den elektromagnetiska vågsteorin inte förklarar svarta kroppsstrålningsfenomenen och fotoelektriska effekter medan Plancks kvantumteori förklarar svarta kroppsstrålningsfenomenen och den fotoelektriska effekten.

Referens:

1. Libretexts. "4.2: Planck's Quantum Theory." Kemi LibreTexts, Libretexts, 21 juli 2016. Tillgänglig här 

Image Courtesy:

1. "1526374" av helder100 (CC0) via pixabay
2. "Blackbody Spectrum" av Almazi - eget arbete, (CC BY-SA 4,0) via Commons Wikimedia
3. "Fotoelektrisk effekt" Av Wolfmankurd - en: Inkscape, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia