Différence entre la théorie des ondes électromagnétiques et la théorie quantique de Planck

Le différence clé entre la théorie des ondes électromagnétiques et la théorie quantique de Planck est que le La théorie des ondes électromagnétiques n'explique pas les phénomènes de rayonnement du corps noir et l'effet photoélectrique tandis que la théorie quantique de Planck explique les phénomènes de rayonnement du corps noir et l'effet photoélectrique.

Si nous chauffons une substance (qui a un point de fusion élevé), il devient d'abord de couleur rouge, puis se convertit en couleur jaune, qui commence ensuite à briller avec un blanc et bleu clair. Une fois que la substance est chauffée comme celle-ci, nous l'appelons un «corps noir» et le rayonnement résultant (que la substance émet) est un «rayonnement du corps noir». Cependant, nous ne pouvons pas expliquer comment cela se produit en utilisant la théorie des ondes électromagnétiques, mais la théorie quantique de Planck l'explique bien.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que la théorie des ondes électromagnétiques
3. Quelle est la théorie quantique de Planck
4. Comparaison côte à côte - Théorie des ondes électromagnétiques par rapport à la théorie quantique de Planck dans la forme tabulaire
5. Résumé

Qu'est-ce que la théorie des ondes électromagnétiques?

La théorie des vagues électromagnétiques est une théorie de la chimie qui a été développée par James Clark Maxwell en 1864. Selon cette théorie, il y a plusieurs points sur les rayonnements émis par une substance.

Ces points sont les suivants:

• L'énergie émet de toute source en continu sous la forme d'énergie rayonnante.
• Le rayonnement a deux champs oscillant perpendiculaires l'un à l'autre; champ électrique et champ magnétique. Ces deux champs sont perpendiculaires au chemin du rayonnement.
• Le rayonnement a des caractéristiques d'onde et des déplacements dans la vitesse de la lumière. Nous l'appelons le rayonnement électromagnétique.
• Ces rayonnements électromagnétiques ne nécessitent pas de matière de propagation.

La «vague» décrite dans cette théorie a plusieurs caractéristiques. La longueur d'onde de l'onde est la distance entre deux crêtes ou creux consécutifs de l'onde. Un certain nombre de vagues qui traversent un point par une seconde sont la fréquence de la vague. La distance linéaire que l'onde parcourt par une seconde est la vitesse. Wavenumber est le nombre de vagues présentes en une longueur à un centimètre.

Figure 01: longueur d'onde électromagnétique

En utilisant cette théorie, nous pouvons développer le spectre électromagnétique. Cependant, il y a certaines limites à cette théorie. Ces limitations sont les suivantes:

1. Il ne peut pas expliquer le rayonnement du corps noir.
2. Et, cela n'explique pas l'effet photoélectrique.
3. Il ne peut pas expliquer comment la capacité thermique varie la température des solides.
4. De plus, il ne peut pas expliquer les spectres de ligne des atomes.

Quelle est la théorie quantique de Planck?

La théorie quantique de Planck est une théorie en chimie développée par Max Planck en 1900. Cette théorie est comme une modification de la théorie des ondes électromagnétiques parce que nous pouvons expliquer les choses que la théorie des ondes électromagnétiques ne pouvait pas expliquer. Les points importants de cette théorie sont les suivants:

• L'énergie rayonnante émet ou absorbe de manière discontinue sous forme de paquets d'énergie, que nous appelons Quanta.
• L'énergie de chaque quantum est égal au produit de la constante de Planck et de la fréquence du rayonnement.
• Toujours la quantité totale d'énergie qu'une substance émet ou absorbe est tout un nombre de quanta.

De plus, cette théorie a expliqué les phénomènes du rayonnement du corps noir et l'effet photoélectrique que la théorie des ondes électromagnétiques n'a pas expliqué. Selon cette théorie, lorsque nous chauffons une substance, les atomes de cette substance absorbent l'énergie de la chaleur et commencent les oscillations pour émettre des rayonnements; Lorsque nous chauffons davantage la substance, il émet de plus en plus de rayonnement. Ensuite, la substance émet un rayonnement avec la fréquence la plus basse de la plage visible qui donne de la couleur rouge, et la suivante est la couleur jaune et ainsi de suite.

Figure 02: Spectre du corps noir

Lorsque vous envisagez l'explication de l'effet photoélectrique, comprenons d'abord ce qu'est un effet photoélectrique. Lorsque le rayonnement frappe la surface d'un métal, il provoque l'émission d'électrons à la surface du métal. C'est ce que nous appelons l'effet photoélectrique.

Figure 03: Effet photoélectrique

Selon la théorie quantique de Planck, lorsque la lumière frappe sur une surface, le quanta du rayonnement lumineux donne toute son énergie aux électrons à la surface. Par conséquent, les électrons se détachent de la surface et éjectés de la surface, si le rayonnement incident a l'énergie égale à la force d'attraction entre le noyau atomique et l'électron.

Quelle est la différence entre la théorie des ondes électromagnétiques et la théorie quantique de Planck?

La théorie des vagues électromagnétiques est une théorie de la chimie développée par James Clark Maxwell en 1864 tandis que la théorie quantique de Planck est une théorie de la chimie développée par Max Planck en 1900. La principale différence entre la théorie des ondes électromagnétiques et la théorie quantique de Planck est que la théorie des ondes électromagnétiques n'explique pas les phénomènes de rayonnement du corps noir et l'effet photoélectrique tandis que la théorie quantique de Planck explique les phénomènes du rayonnement du corps noir et l'effet photoélectrique. De plus, une autre différence entre la théorie des ondes électromagnétiques et la théorie quantique de Planck est que, selon la théorie des ondes électromagnétiques, le rayonnement est continu mais, selon la théorie quantique de Planck, le rayonnement est discontinu.

L'infographie ci-dessous présente la différence entre la théorie des ondes électromagnétiques et la théorie quantique de Planck sous forme tabulaire.

Résumé - Théorie des ondes électromagnétiques contre la théorie quantique de Planck

Les deux théories théorie des ondes électromagnétiques et la théorie quantique de Planck explique le comportement du rayonnement émis par une substance. Cependant, la principale différence entre la théorie des ondes électromagnétiques et la théorie quantique de Planck est que la théorie des ondes électromagnétiques n'explique pas les phénomènes de rayonnement du corps noir et l'effet photoélectrique tandis que la théorie quantique de Planck explique les phénomènes de rayonnement du corps noir et l'effet photoélectrique.

Référence:

1. LibreTexts. «4.2: Théorie quantique de Planck.”Chemistry LibreTexts, LibreTexts, 21 juillet 2016. Disponible ici 

Image gracieuseté:

1."1526374" par Helder100 (CC0) via Pixabay
2.«Blackbody Spectrum» par Almazi - Propre travaux, (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
3.«Effet photoélectrique» par WolfMankurd - EN: Inkscape, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia