मैक्स प्लैंक सिद्धांत। मैक्स प्लैंक का क्वांटम सिद्धांत

प्रकाश की प्रकृति की व्याख्या करने की कोशिश करते हुए, स्कॉटिश वैज्ञानिक जेम्स क्लर्क मैक्सवेल (1831-1879) ने इस सिद्धांत को प्रस्तावित किया कि प्रकाश में शामिल होगा विद्युतचुम्बकीय तरंगें. इस प्रकार, विभिन्न दृश्यमान (रंग) और अदृश्य (गामा किरणें, एक्स-रे, पराबैंगनी, इन्फ्रारेड, माइक्रोवेव और रेडियो तरंगें) तरंग दैर्ध्य होने से प्रतिष्ठित होंगी और विभिन्न आवृत्तियों।

तरंग दैर्ध्य एक लहर में लगातार दो चोटियों की दूरी है और इसे ग्रीक अक्षर लैम्ब्डा "λ" द्वारा दर्शाया गया है। आवृत्ति (f) प्रति सेकंड विद्युत चुम्बकीय तरंग के दोलनों की संख्या है। ये दो मात्राएँ व्युत्क्रमानुपाती होती हैं, तरंगदैर्घ्य जितना छोटा होता है, विकिरण की आवृत्ति और ऊर्जा उतनी ही अधिक होती है।

प्रकाश के अध्ययन और समझने के इस तरीके ने कई घटनाओं की व्याख्या की, जैसे कि जिस तरह से इसे प्रचारित किया गया था।

हालांकि, कुछ ऐसे पहलू थे जो इस सिद्धांत की व्याख्या नहीं करते थे, मुख्य एक रंग है जो कुछ वस्तुओं को गर्म करने पर उत्सर्जित होता है। कमरे के तापमान पर मौजूद प्रत्येक वस्तु की कल्पना की जाती है क्योंकि यह एक निश्चित आवृत्ति पर और एक निश्चित तरंग दैर्ध्य पर विकिरण को दर्शाती है जो उसके रंग (दृश्यमान प्रकाश) से मेल खाती है। हालांकि, उन वस्तुओं के मामले में जो अत्यधिक उच्च तापमान पर हैं, वे उन पर पड़ने वाले किसी भी प्रकाश को प्रतिबिंबित नहीं करते हैं, बल्कि हमारे लिए कल्पना करने के लिए पर्याप्त तीव्रता में स्वयं का प्रकाश उत्सर्जित करते हैं।

उदाहरण के लिए, लोहे का तापमान बढ़ने पर रंग बदलता है। यह पहले लाल हो जाता है, फिर पीला, फिर सफेद और अत्यधिक उच्च तापमान पर सफेद थोड़ा नीला हो जाता है।

इस घटना का अध्ययन करने में, वैज्ञानिकों ने प्रत्येक तरंग दैर्ध्य पर विकिरण की तीव्रता को मापा और विभिन्न तापमानों की एक सीमा के लिए माप को दोहराया। जर्मन भौतिक विज्ञानी गुस्ताव रॉबर्ट किरचॉफ (1824-1887) ने पता लगाया कि यह विकिरण उत्सर्जित करता है यह सिर्फ तापमान पर निर्भर करता है, सामग्री पर नहीं।

एक वस्तु जो इस तरह से कार्य करती है उसे वैज्ञानिकों ने. के रूप में बुलाया काला शरीर. उसने नहीं न इसका नाम इसके रंग के कारण रखा गया है, क्योंकि यह जरूरी नहीं कि अंधेरा हो, इसके विपरीत, यह अक्सर सफेद चमकता है। यह नाम इस तथ्य से आता है कि वस्तु एक तरंग दैर्ध्य के अवशोषण या उत्सर्जन का पक्ष नहीं लेती है, जबकि सफेद सभी रंगों को दर्शाता है (विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर दृश्यमान विकिरण), काला कोई नहीं दर्शाता है रंग। ब्लैकबॉडी अपने ऊपर पड़ने वाले सभी विकिरणों को अवशोषित कर लेती है।

इसलिए जब वैज्ञानिकों ने ब्लैक बॉडी रेडिएशन के नियमों की व्याख्या करने की कोशिश की, तो प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त डेटा मैक्सवेल के तरंग सिद्धांत के साथ असंगत साबित हुआ। इससे भी बदतर, परिणाम एक भयावह स्थिति की ओर इशारा करते हैं, जिसे के रूप में जाना जाता है पराबैंगनी आपदा. शास्त्रीय भौतिकी ने कहा कि किसी भी गैर-शून्य तापमान पर किसी भी काले शरीर को बहुत तीव्र पराबैंगनी विकिरण का उत्सर्जन करना चाहिए, जिसका अर्थ है कि किसी भी वस्तु के गर्म होने से उसके चारों ओर उच्च विकिरण के उत्सर्जन के माध्यम से तबाही होगी आवृत्तियों। समेत 37 डिग्री सेल्सियस तापमान वाला मानव शरीर अंधेरे में चमकेगा!

लेकिन हम जानते हैं कि रोजमर्रा की जिंदगी में ऐसा नहीं होता, तो इसमें गलत क्या होगा?

सही व्याख्या आई 1900 जर्मन भौतिक विज्ञानी और गणितज्ञ द्वारा मैक्स कार्ल अर्नेस्ट लुडविग प्लैंक (१८५८-१९४७), जिन्होंने कहा था कि ऊर्जा निरंतर नहीं होगी, जैसा कि पहले सोचा था। उनके सिद्धांत ने मूल रूप से कहा:

अब मत रोको... विज्ञापन के बाद और भी बहुत कुछ है;)

"विकिरण को गर्म पिंड द्वारा अवशोषित या उत्सर्जित किया जाता है, तरंगों के रूप में नहीं, बल्कि ऊर्जा के छोटे 'पैकेटों' के माध्यम से।"

जर्मन भौतिक विज्ञानी मैक्स प्लैंक लगभग 1930

मैक्स प्लैंक नामक ऊर्जा के इन छोटे "पैकेजों" का नाम है मात्रा (इसका बहुवचन है कितना), जो लैटिन से आता है और जिसका अर्थ है "मात्रा", शाब्दिक रूप से "कितना?", एक न्यूनतम, अविभाज्य इकाई के विचार से गुजरना; के बाद से मात्रा यह विकिरण की आवृत्ति के समानुपाती ऊर्जा की एक निश्चित इकाई होगी। तभी अभिव्यक्ति क्वांटम सिद्धांत.

वर्तमान में एक मात्रा यह कहा जाता है फोटोन.

इसके अलावा, इस वैज्ञानिक ने एक ऐसा कार्य प्रदान किया जिसने एक काले शरीर में विकिरण उत्सर्जित करने वाले दोलन कणों के विकिरण को निर्धारित करना संभव बना दिया:

ई = एन। एच वी

यह कि:

एन = सकारात्मक पूर्णांक;
एच = प्लैंक स्थिरांक (6.626)। 10^-34 जे। एस - रोजमर्रा की सामग्री में भौतिक या रासायनिक परिवर्तन करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की तुलना में बहुत कम मूल्य। यह हमें दिखाता है कि "एच" एक बहुत छोटी दुनिया, क्वांटम दुनिया को संदर्भित करता है);
v = उत्सर्जित विकिरण की आवृत्ति।

जर्मनी में छपी स्टाम्प (1994) मैक्स प्लैंक के क्वांटम सिद्धांत की खोज को दर्शाती है^[2]

प्लैंक का स्थिरांक क्वांटम दुनिया में सबसे महत्वपूर्ण स्थिरांक में से एक है, क्योंकि यह विभिन्न भौतिक और रासायनिक अवधारणाओं और व्याख्याओं को समझने के लिए मौलिक है।

इस सिद्धांत से पता चलता है कि आवृत्ति "v" का विकिरण तभी पुन: उत्पन्न किया जा सकता है जब ऐसी आवृत्ति के एक थरथरानवाला ने दोलन शुरू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा प्राप्त कर ली हो। कम तापमान पर, उच्च आवृत्ति दोलनों को प्रेरित करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा उपलब्ध नहीं होती है; इस तरह, वस्तु पराबैंगनी विकिरण को पुन: उत्पन्न नहीं करती है, जिससे पराबैंगनी तबाही समाप्त हो जाती है।

अल्बर्ट आइंस्टीन ने इस मैक्स प्लैंक परिकल्पना का उपयोग 1905 में फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव पर अपने काम में प्राप्त परिणामों की व्याख्या करने के लिए किया था।

मैक्स प्लैंक को क्वांटम सिद्धांत का जनक माना जाता है, जिसने उन्हें 1918 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार दिलाया।

इस प्रकार, यह इंगित करना महत्वपूर्ण है कि का मॉडल तरंग-कण द्वैत मामले के। इसका मतलब है कि दोनों सिद्धांतों का उपयोग प्रकाश की प्रकृति की व्याख्या करने के लिए किया जाता है: तरंग और कणिका।

तरंग सिद्धांत कुछ प्रकाश परिघटनाओं की व्याख्या करता है और कुछ प्रयोगों द्वारा प्रदर्शित किया जा सकता है, जबकि तरंग सिद्धांत कि प्रकाश ऊर्जा के छोटे कणों से बना है, अन्य घटनाओं की व्याख्या करता है और दूसरों द्वारा सिद्ध किया जा सकता है प्रयोग। ऐसा कोई प्रयोग नहीं है जो एक ही समय में प्रकाश की दो प्रकृतियों को प्रदर्शित करता हो।

इसलिए, अध्ययन की जा रही घटना के अनुसार, दोनों सिद्धांतों का उपयोग किया जाता है।

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* छवियों के लिए संपादकीय क्रेडिट:

[1] कैटवॉकर / शटरस्टॉक.कॉम
[2] बोरिस15 / शटरस्टॉक.कॉम

जेनिफर फोगाका द्वारा
रसायन विज्ञान में स्नातक