Perbezaan Antara Teori Gelombang Elektromagnetik dan Teori Kuantum Planck
Share
The perbezaan utama antara Teori Gelombang Elektromagnetik dan Teori Kuantum Planck ialah bahawa Teori Gelombang Elektromagnet tidak menjelaskan fenomena radiasi badan hitam dan kesan fotoelektrik manakala Teori Kuantum Planck menjelaskan fenomena radiasi badan hitam dan kesan fotoelektrik.
Jika kita memanaskan bahan (yang mempunyai titik lebur yang tinggi), ia mula bertukar berwarna merah, kemudian berubah menjadi warna kuning, yang kemudiannya bersinar dengan cahaya putih dan biru. Setelah bahan dipanaskan seperti ini, kita menyebutnya sebagai "badan hitam" dan radiasi yang dihasilkan (yang mengeluarkan bahan) adalah "radiasi badan hitam". Walau bagaimanapun, kita tidak dapat menjelaskan bagaimana ini berlaku dengan menggunakan teori gelombang elektromagnet tetapi teori kuantum Planck menerangkan dengan baik.
KANDUNGAN
1. Gambaran Keseluruhan dan Perbezaan Utama
2. Apakah Teori Gelombang Elektromagnetik
3. Apakah Teori Kuantum Planck
4. Side by Side Perbandingan - Teori Gelombang Elektromagnet vs Teori Kuantum Planck dalam Borang Tabular
5. Ringkasan
Apakah Teori Gelombang Elektromagnetik?
Teori Gelombang Elektromagnetik adalah teori dalam kimia yang dikembangkan oleh James Clark Maxwell pada tahun 1864. Mengikut teori ini, terdapat beberapa perkara mengenai radiasi yang dipancarkan dari bahan.
Perkara-perkara ini adalah seperti berikut:
- Tenaga memancarkan dari sumber mana-mana secara berterusan dalam bentuk tenaga berseri.
- Sinaran mempunyai dua bidang berayun berserenjang antara satu sama lain; medan elektrik dan medan magnet. Kedua-dua medan ini berserenjang dengan sinaran radiasi.
- Sinaran mempunyai ciri gelombang dan bergerak dalam halaju cahaya. Kami panggil ia radiasi elektromagnet.
- Radiasi elektromagnet ini tidak memerlukan bahan penyebaran.
"Gelombang" yang digambarkan dalam teori ini mempunyai beberapa ciri. Gelombang gelombang adalah jarak antara dua puncak berturut-turut atau palung gelombang. Sejumlah gelombang yang melewati satu titik sesaat ialah kekerapan gelombang. Jarak lelurus yang gelombang bergerak setiap satu saat adalah halaju. Wavenumber adalah bilangan gelombang yang hadir dalam satu sentimeter panjang.
Rajah 01: Panjang Gelombang Elektromagnetik
Dengan menggunakan teori ini, kita boleh membangunkan spektrum elektromagnetik. Walau bagaimanapun, terdapat beberapa batasan untuk teori ini. Batasan-batasan ini adalah seperti berikut:
- Ia tidak dapat menjelaskan radiasi badan hitam.
- Dan, ia tidak menjelaskan kesan fotoelektrik.
- Ia tidak dapat menjelaskan bagaimana kapasiti haba berubah suhu padat.
- Tambahan pula, ia tidak dapat menjelaskan garis spektrum atom.
Apakah Teori Kuantum Planck itu??
Teori Kuantum Planck adalah teori dalam kimia yang dibangunkan oleh Max Planck pada tahun 1900. Teori ini adalah seperti pengubahsuaian untuk teori gelombang elektromagnetik kerana kita dapat menjelaskan perkara-perkara yang teori gelombang elektromagnet tidak dapat dijelaskan. Perkara penting dalam teori ini adalah seperti berikut:
- Tenaga berseri memancarkan atau menyerap secara berterusan sebagai paket tenaga, yang kami panggil quanta.
- Tenaga setiap kuantum sama dengan produk Planck yang tetap dan frekuensi radiasi.
- Selalu jumlah tenaga yang dipancarkan atau diserap oleh bahan adalah jumlah keseluruhan quanta.
Selain itu, teori ini menjelaskan fenomena radiasi hitam dan kesan fotoelektrik yang teori gelombang elektromagnet gagal dijelaskan. Mengikut teori ini, apabila kita memanaskan bahan, atom-atom dari bahan itu menyerap tenaga dari haba dan mula berayun untuk memancarkan radiasi; apabila kita lagi memanaskan bahan, ia mengeluarkan lebih banyak radiasi. Kemudian bahan itu memancarkan sinaran dengan frekuensi paling rendah dari rentang yang kelihatan yang memberikan warna merah, dan seterusnya berwarna kuning dan sebagainya.
Rajah 02: Spektrum Tubuh Hitam
Apabila mempertimbangkan penjelasan untuk kesan fotoelektrik, terlebih dahulu marilah kita memahami apa kesan fotoelektrik. Apabila radiasi menyerang permukaan logam, ia menyebabkan pelepasan elektron di permukaan logam. Ini adalah apa yang kita panggil kesan fotoelektrik.
Rajah 03: Kesan Photoelectric
Menurut Teori Kuantum Planck, apabila cahaya menyerang permukaan, kuantiti radiasi cahaya memberikan semua tenaga kepada elektron di permukaan. Oleh itu, elektron-elektron menjadi terlepas dari permukaan dan dikeluarkan dari permukaan, jika sinaran kejadian mempunyai tenaga yang sama dengan daya tarik antara nukleus atom dan elektron.
Apakah Perbezaan Antara Teori Gelombang Elektromagnetik dan Teori Kuantum Planck?
Teori Gelombang Elektromagnetik adalah teori dalam kimia yang dikembangkan oleh James Clark Maxwell pada tahun 1864 manakala Teori Kuantum Planck adalah teori dalam kimia yang dibangunkan oleh Max Planck pada tahun 1900. Perbezaan utama antara teori gelombang elektromagnetik dan teori kuantum Planck adalah bahawa teori gelombang elektromagnet tidak terangkan fenomena radiasi badan hitam dan kesan fotoelektrik manakala teori kuantum Planck menjelaskan fenomena radiasi badan hitam dan kesan fotoelektrik. Selain itu, satu lagi perbezaan antara teori gelombang elektromagnetik dan teori kuantum Planck adalah bahawa mengikut teori gelombang elektromagnet, radiasi adalah berterusan tetapi, menurut Teori Kuantum Planck, radiasi tidak berterusan.
Infographic di bawah menunjukkan perbezaan antara teori gelombang elektromagnetik dan teori kuantum Planck dalam bentuk jadual.
Ringkasan - Teori Gelombang Elektromagnet vs Teori Kuantum Planck
Teori Kedua Teori Gelombang Elektromagnetik dan Teori Kuantum Planck menerangkan perilaku radiasi yang dipancarkan dari bahan. Walau bagaimanapun, perbezaan utama Teori Kuasa Elektromagnetik dan Teori Kuantum Planck ialah Teori Gelombang Elektromagnet tidak menjelaskan fenomena radiasi badan hitam dan kesan fotoelektrik manakala Teori Kuantum Planck menjelaskan fenomena radiasi badan hitam dan kesan fotoelektrik.
Rujukan:
1. Libretexts. "4.2: Teori Kuantum Planck." Chemistry PercumaTeks, Libretexts, 21 Julai 2016. Boleh didapati di sini
Image Courtesy:
1. "1526374" oleh helder100 (CC0) melalui pixabay
2. "Blackbody Spectrum" Oleh Almazi - Kerja sendiri, (CC BY-SA 4.0) melalui Wikimedia Commons
3. "Kesan fotoelektrik" Oleh Wolfmankurd - en: Inkscape, (CC BY-SA 3.0) melalui Wikimedia Commons
