För att förklara ljusets natur föreslog den skotska forskaren James Clerk Maxwell (1831-1879) teorin att ljus skulle bestå av elektromagnetiska vågor. Således är de olika synliga (färgerna) och osynliga (gammastrålar, röntgenstrålar, ultraviolett, infraröd, mikrovågsugn och radiovågor) skulle särskiljas genom att ha våglängder och olika frekvenser.
Våglängden är avståndet mellan två på varandra följande toppar i en våg och representeras av den grekiska bokstaven lambda “λ”. Frekvens (f) är antalet svängningar av den elektromagnetiska vågen per sekund. Dessa två mängder är omvänt proportionella, ju kortare våglängden är, desto högre är strålningens frekvens och energi.
Detta sätt att studera och förstå ljus förklarade många fenomen, till exempel hur det sprids.
Det fanns dock några aspekter som denna teori inte förklarade, den viktigaste var färgen som vissa föremål släppte ut när de värmdes upp. Varje objekt som har rumstemperatur visualiseras eftersom det reflekterar strålning vid en viss frekvens och vid en viss våglängd som motsvarar dess färg (synligt ljus). Men när det gäller föremål som har extremt höga temperaturer reflekterar de inte något ljus som har fallit på dem utan avger heller ljus från sig själva i tillräcklig intensitet för att vi ska kunna visualisera.
Till exempel byter järn färg när temperaturen ökar. Den blir först röd, sedan gul, sedan vit och vid extremt höga temperaturer blir vit lite blå.
När de studerade detta fenomen mätte forskarna strålningsintensiteten vid varje våglängd och upprepade mätningarna för en rad olika temperaturer. Den tyska fysikern Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) upptäckte att detta avger strålning det berodde bara på temperaturen, inte på materialet.
Ett objekt som agerar på detta sätt kom att kallas av forskare som svart kropp. han Nej den heter så på grund av sin färg, eftersom den inte nödvändigtvis är mörk, tvärtom lyser den ofta vitt. Detta namn kommer från det faktum att objektet inte gynnar absorptionen eller utsändningen av en våglängd sedan dess vit reflekterar alla färger (synlig strålning vid olika våglängder), svart reflekterar ingen Färg. Den svarta kroppen absorberar all strålning som faller på den.
Så när forskare försökte förklara lagarna för svart kroppsstrålning visade sig de data som erhölls experimentellt oförenliga med Maxwells vågteori. Värre än så pekade resultaten på en katastrofal situation, som blev känd som ultraviolett katastrof. Klassisk fysik sa att alla svarta kroppar vid alla temperaturer som inte är noll ska avge mycket intensiv ultraviolett strålning vilket innebär att uppvärmningen av något föremål skulle leda till förödelse runt det genom utsläpp av hög strålning frekvenser. Inklusive en människokropp med en temperatur på 37 ° C skulle lysa i mörkret!
Men vi vet att det inte händer i vardagen, så vad skulle vara fel?
Den korrekta förklaringen kom in 1900 av tysk fysiker och matematiker Max Karl Ernest Ludwig Planck (1858-1947), som sa att energi skulle inte vara kontinuerlig, som tidigare trott. Hans teori sa i princip:
"Strålning absorberas eller avges av en uppvärmd kropp inte i form av vågor utan genom små" energipaket "."
Tysk fysiker Max Planck cirka 1930
Dessa små "paket" med energi som Max Planck heter kvant (dess plural är hur mycket), som kommer från latin och betyder "kvantitet", bokstavligen "hur mycket?", som förmedlar idén om en minimal, odelbar enhet; sedan kvant det skulle vara en bestämd energienhet som är proportionell mot strålningsfrekvensen. Det är då uttrycket kvantteorin.
för närvarande en kvant det heter foton.
Dessutom tillhandahöll denna forskare en funktion som gjorde det möjligt att bestämma strålningen av oscillerande partiklar som avger strålning i en svart kropp:
E = n. H. v
Vara det:
n = positivt heltal;
h = Plancks konstant (6,626). 10-34 J. s - mycket litet värde jämfört med den energi som krävs för att genomföra fysiska eller kemiska förändringar i vardagliga material. Detta visar oss att "h" avser en mycket liten värld, kvantvärlden);
v = frekvens av utsänd strålning.
![Stämpel tryckt i Tyskland (1994) som visar upptäckten av Max Plancks kvantteori [2]](/f/4231d982fcf71c7d9fa2774ca7505c1a.jpg "Kvantteori om Max Planck")
Stämpel tryckt i Tyskland (1994) som visar upptäckten av Max Plancks kvantteori[2]
Plancks konstant är en av de viktigaste konstanterna i kvantvärlden, eftersom den är grundläggande för att förstå olika fysiska och kemiska begrepp och tolkningar.
Denna teori visar att strålning med frekvensen "v" endast kan regenereras om en oscillator med en sådan frekvens har erhållit den minsta energi som krävs för att starta svängningen. Vid låga temperaturer finns det inte tillräckligt med energi tillgänglig för att framkalla högfrekventa svängningar; på detta sätt regenererar objektet inte ultraviolett strålning och slutar ultraviolett katastrof.
Albert Einstein använde denna Max Planck-hypotes för att förklara resultaten som erhölls i sitt arbete med den fotoelektriska effekten 1905.
Max Planck anses vara fadern till kvantteorin, vilket gav honom Nobelpriset i fysik 1918.
Därför är det viktigt att påpeka att modellen för vågpartikel dualitet av materia. Detta innebär att båda teorierna används för att förklara ljusets karaktär: vågen och den kroppsliga.
Vågteorin förklarar några ljusfenomen och kan demonstreras med vissa experiment, medan vågteorin att ljus består av små energipartiklar förklarar andra fenomen och kan bevisas av andra experiment. Det finns inget experiment som demonstrerar ljusets två natur samtidigt.
Därför används båda teorierna enligt det fenomen som studeras.
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
* Redaktionella krediter för bilderna:
[1] catwalker / Shutterstock.com
[2] Boris15 / Shutterstock.com
Av Jennifer Fogaça
Examen i kemi
Källa: Brazil School - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/teoria-max-planck.htm