Nastojeći objasniti prirodu svjetlosti, škotski znanstvenik James Clerk Maxwell (1831.-1879.) Predložio je teoriju da bi se svjetlost sastojala od Elektromagnetski valovi. Dakle, različite vidljive (boje) i nevidljive (gama zrake, X-zrake, ultraljubičasto, infracrveni, mikrovalni i radio valovi) razlikovali bi se po valnim duljinama i različite frekvencije.
Valna duljina je udaljenost dva uzastopna vrha u valu i predstavljena je grčkim slovom lambda "λ". Frekvencija (f) je broj oscilacija elektromagnetskog vala u sekundi. Ove dvije veličine su obrnuto proporcionalne, što je kraća valna duljina, to su frekvencija i energija zračenja veće.
Ovaj način proučavanja i razumijevanja svjetlosti objasnio je mnoge pojave, poput načina na koji se širi.
Međutim, bilo je nekih aspekata koje ova teorija nije objasnila, a glavni je bio boja koju su određeni predmeti emitirali kad su se zagrijavali. Svaki se objekt na sobnoj temperaturi vizualizira jer reflektira zračenje na određenoj frekvenciji i na određenoj valnoj duljini koja odgovara njegovoj boji (vidljiva svjetlost). Međutim, u slučaju predmeta koji su na ekstremno visokim temperaturama, oni ne odražavaju niti jedno svjetlo koje je palo na njih, već emitiraju vlastito svjetlo u dovoljnom intenzitetu da ga možemo vizualizirati.
Na primjer, željezo mijenja boju kako mu temperatura raste. Prvo postaje crvena, zatim žuta, pa bijela, a na ekstremno visokim temperaturama bijela postaje blago plava.
Proučavajući ovaj fenomen, znanstvenici su izmjerili intenzitet zračenja na svakoj valnoj duljini i ponovili mjerenja za raspon različitih temperatura. Njemački fizičar Gustav Robert Kirchhoff (1824.-1887.) Otkrio je da ovo zrači zračenjem to je samo ovisilo o temperaturi, a ne o materijalu.
Objekt koji djeluje na taj način znanstvenici su nazvali crno tijelo. On Ne tako je nazvan zbog svoje boje, jer nije nužno taman, već naprotiv, često svijetli u bijeloj boji. Ovaj naziv potječe od činjenice da objekt od tada ne favorizira apsorpciju ili emisiju valne duljine bijela odražava sve boje (vidljivo zračenje na različitim valnim duljinama), crna ne odražava nijednu boja. Crno tijelo apsorbira sve zračenje koje pada na njega.
Pa kad su znanstvenici pokušali objasniti zakone zračenja crnog tijela, eksperimentalno dobiveni podaci pokazali su se nespojivima s Maxwellovom teorijom valova. Još gore od toga, rezultati su ukazali na katastrofalnu situaciju koja je postala poznata kao ultraljubičasta katastrofa. Klasična fizika rekla je da bi svako crno tijelo na bilo kojoj temperaturi koja nije nula moralo emitirati vrlo intenzivno ultraljubičasto zračenje, što znači da bi zagrijavanje bilo kojeg predmeta dovelo do devastacije oko njega emisijom visokog zračenja frekvencije. Uključujući ljudsko tijelo s temperaturom od 37 ° C zasjalo bi u mraku!
Ali znamo da se to ne događa u svakodnevnom životu, pa što bi bilo loše?
Ušlo je točno objašnjenje 1900 njemačkog fizičara i matematičara Max Karl Ernest Ludwig Planck (1858. - 1947.), koji je rekao da je energija ne bi bila kontinuirana, kao što se prethodno mislilo. Njegova teorija je u osnovi rekla:
"Zračenje apsorbira ili emitira zagrijano tijelo ne u obliku valova, već kroz male" paketiće "energije."
Njemački fizičar Max Planck oko 1930
Ove male "pakete" energije nazvao je Max Planck kvantni (množina mu je koliko), koji dolazi iz latinskog i znači „količina”, doslovno „koliko?”, prenoseći ideju o minimalnoj, nedjeljivoj jedinici; od kvantni bila bi to određena jedinica energije proporcionalna frekvenciji zračenja. Tada je izraz kvantna teorija.
Trenutno a kvantni to se zove foton.
Uz to, ovaj je znanstvenik pružio funkciju koja je omogućila određivanje zračenja oscilirajućih čestica koje emitiraju zračenje u crnom tijelu:
E = n. H. v
Biti to:
n = pozitivan cijeli broj;
h = Planckova konstanta (6.626). 10-34 J. s - vrlo mala vrijednost u usporedbi s energijom potrebnom za provođenje fizikalnih ili kemijskih promjena u svakodnevnim materijalima. To nam pokazuje da se "h" odnosi na vrlo mali svijet, kvantni svijet);
v = frekvencija emitiranog zračenja.
![Marka tiskana u Njemačkoj (1994.) koja pokazuje otkriće kvantne teorije Maxa Plancka [2]](/f/4231d982fcf71c7d9fa2774ca7505c1a.jpg "Kvantna teorija Maxa Plancka")
Marka tiskana u Njemačkoj (1994.) koja pokazuje otkriće kvantne teorije Maxa Plancka[2]
Planckova konstanta jedna je od najvažnijih konstanti u kvantnom svijetu, jer je temeljna za razumijevanje različitih fizikalnih i kemijskih koncepata i interpretacija.
Ova teorija pokazuje da se zračenje frekvencije "v" može obnoviti samo ako je oscilator takve frekvencije stekao minimalnu energiju potrebnu za pokretanje oscilacije. Na niskim temperaturama nema dovoljno energije za indukciju visokofrekventnih oscilacija; na taj način objekt ne regenerira ultraljubičasto zračenje, završavajući ultraljubičastu katastrofu.
Albert Einstein koristio je ovu hipotezu Maxa Plancka kako bi objasnio rezultate dobivene u svom radu na fotoelektričnom efektu 1905. godine.
Max Planck se smatra ocem kvantne teorije, koja mu je 1918. donijela Nobelovu nagradu za fiziku.
Stoga je važno istaknuti da model dualnost val-čestica materije. To znači da se obje teorije koriste za objašnjavanje prirode svjetlosti: val i korpuskularno.
Teorija valova objašnjava neke svjetlosne pojave i može se pokazati određenim eksperimentima, dok teorija valova da se svjetlost sastoji od sitnih čestica energije objašnjava druge pojave, a drugi to mogu dokazati eksperimenti. Ne postoji eksperiment koji istodobno pokazuje dvije prirode svjetlosti.
Stoga se koriste obje teorije, prema fenomenu koji se proučava.
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
* Redakcije za slike:
[1] modna pista / Shutterstock.com
[2] Boris15 / Shutterstock.com
Napisala Jennifer Fogaça
Diplomirao kemiju
Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/teoria-max-planck.htm