Der Hauptunterschied zwischen der Theorie elektromagnetischer Wellen und der Quantentheorie von Planck besteht darin, dass die Theorie elektromagnetischer Wellen die Phänomene der Schwarzkörperstrahlung und den photoelektrischen Effekt nicht erklärt, während die Quantentheorie von Planck die Phänomene der Schwarzkörperstrahlung und den photoelektrischen Effekt erklärt.
Wenn wir eine Substanz (die einen hohen Schmelzpunkt hat) erhitzen, färbt sie sich zuerst rot, dann in eine gelbe Farbe, die dann mit weißem und blauem Licht zu leuchten beginnt. Sobald die Substanz auf diese Weise erhitzt wird, nennen wir sie einen „schwarzen Körper“und die resultierende Strahlung (die die Substanz aussendet) ist „schwarze Körperstrahlung“. Wir können jedoch nicht erklären, wie dies mit der Theorie der elektromagnetischen Wellen geschieht, aber die Quantentheorie von Planck erklärt es gut.
Was ist die Theorie elektromagnetischer Wellen?
Elektromagnetische Wellentheorie ist eine Theorie in der Chemie, die 1864 von James Clark Maxwell entwickelt wurde. Gemäß dieser Theorie gibt es mehrere Punkte über die von einer Substanz emittierte Strahlung.
Diese Punkte lauten wie folgt:
- Energie wird von jeder Quelle kontinuierlich in Form von Strahlungsenergie abgegeben.
- Strahlung hat zwei senkrecht zueinander oszillierende Felder; elektrisches Feld und magnetisches Feld. Beide Felder stehen senkrecht zum Strahlungsweg.
- Strahlung hat Wellencharakter und breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Wir nennen es elektromagnetische Strahlung.
- Diese elektromagnetische Strahlung benötigt keine Materie zur Ausbreitung.
Die in dieser Theorie beschriebene „Welle“hat mehrere Eigenschaften. Die Wellenlänge der Welle ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wellenbergen oder Wellentälern. Die Anzahl der Wellen, die pro Sekunde einen Punkt passieren, ist die Frequenz der Welle. Die lineare Strecke, die die Welle pro Sekunde zurücklegt, ist die Geschwindigkeit. Die Wellenzahl ist die Anzahl der Wellen in einem Zentimeter Länge.
Abbildung 01: Elektromagnetische Wellenlänge
Mit dieser Theorie können wir das elektromagnetische Spektrum entwickeln. Es gibt jedoch einige Einschränkungen dieser Theorie. Diese Einschränkungen lauten wie folgt:
- Es kann die Schwarzkörperstrahlung nicht erklären.
- Und es erklärt nicht den photoelektrischen Effekt.
- Es kann nicht erklären, wie die Wärmekapazität die Temperatur von Feststoffen verändert.
- Außerdem kann es die Linienspektren von Atomen nicht erklären.
Was ist Plancks Quantentheorie?
Plancks Quantentheorie ist eine Theorie in der Chemie, die 1900 von Max Planck entwickelt wurde. Diese Theorie ist wie eine Modifikation der Theorie elektromagnetischer Wellen, weil wir die Dinge erklären können, die die Theorie elektromagnetischer Wellen nicht erklären konnte. Die wichtigen Punkte in dieser Theorie sind wie folgt:
- Strahlungsenergie emittiert oder absorbiert diskontinuierlich als Energiepakete, die wir Quanten nennen.
- Die Energie jedes Quants ist gleich dem Produkt aus der Planckschen Konstante und der Strahlungsfrequenz.
- Die Gesamtenergiemenge, die ein Stoff abgibt oder aufnimmt, ist immer eine ganze Zahl von Quanten.
Darüber hinaus erklärte diese Theorie die Phänomene der Schwarzkörperstrahlung und des photoelektrischen Effekts, die die Theorie der elektromagnetischen Wellen nicht erklären konnte. Wenn wir eine Substanz erhitzen, absorbieren nach dieser Theorie die Atome dieser Substanz Energie aus der Wärme und beginnen zu schwingen, um Strahlung auszusenden; Wenn wir die Substanz weiter erhitzen, sendet sie immer mehr Strahlung aus. Dann sendet die Substanz Strahlung mit der niedrigsten Frequenz im sichtbaren Bereich aus, die eine rote Farbe ergibt, und die nächste ist eine gelbe Farbe und so weiter.
Abbildung 02: Schwarzkörperspektrum
Wenn wir die Erklärung für den photoelektrischen Effekt betrachten, lassen Sie uns zuerst verstehen, was ein photoelektrischer Effekt ist. Wenn die Strahlung auf die Oberfläche eines Metalls trifft, verursacht sie die Emission von Elektronen in der Oberfläche des Metalls. Das nennen wir photoelektrischen Effekt.
Abbildung 03: Photoelektrischer Effekt
Wenn Licht auf eine Oberfläche trifft, geben die Quanten der Lichtstrahlung nach der Planckschen Quantentheorie ihre gesamte Energie an die Elektronen in der Oberfläche ab. Die Elektronen lösen sich also von der Oberfläche und werden von der Oberfläche herausgeschleudert, wenn die einfallende Strahlung die Energie hat, die gleich der Anziehungskraft zwischen Atomkern und Elektron ist.
Was ist der Unterschied zwischen der Theorie elektromagnetischer Wellen und der Planckschen Quantentheorie?
Theorie elektromagnetischer Wellen ist eine Theorie in der Chemie, die 1864 von James Clark Maxwell entwickelt wurde, während Plancks Quantentheorie eine Theorie in der Chemie ist, die 1900 von Max Planck entwickelt wurde. Der Hauptunterschied zwischen der Theorie elektromagnetischer Wellen und Plancks Quantentheorie besteht darin, dass die Die elektromagnetische Wellentheorie erklärt nicht die Schwarzkörperstrahlungsphänomene und den photoelektrischen Effekt, während die Quantentheorie von Planck die Schwarzkörperstrahlungsphänomene und den photoelektrischen Effekt erklärt. Darüber hinaus besteht ein weiterer Unterschied zwischen der elektromagnetischen Wellentheorie und der Planckschen Quantentheorie darin, dass gemäß der elektromagnetischen Wellentheorie die Strahlung kontinuierlich ist, aber gemäß der Planckschen Quantentheorie die Strahlung diskontinuierlich ist.
Die folgende Infografik zeigt den Unterschied zwischen der elektromagnetischen Wellentheorie und der Planckschen Quantentheorie in tabellarischer Form.
Zusammenfassung – Elektromagnetische Wellentheorie vs. Plancks Quantentheorie
Die beiden Theorien Elektromagnetische Wellentheorie und Plancks Quantentheorie erklären das Verh alten der von einer Substanz emittierten Strahlung. Der Hauptunterschied zwischen der elektromagnetischen Wellentheorie und der Quantentheorie von Planck besteht jedoch darin, dass die elektromagnetische Wellentheorie die Phänomene der Schwarzkörperstrahlung und den photoelektrischen Effekt nicht erklärt, während die Quantentheorie von Planck die Phänomene der Schwarzkörperstrahlung und den photoelektrischen Effekt erklärt.
