Dallimi kryesor midis teorisë së valëve elektromagnetike dhe teorisë kuantike të Plankut është se teoria e valëve elektromagnetike nuk shpjegon fenomenet e rrezatimit të trupit të zi dhe efektin fotoelektrik, ndërsa Teoria Kuantike e Plankut shpjegon fenomenet e rrezatimit të trupit të zi dhe efektin fotoelektrik.
Nëse ngrohim një substancë (e cila ka një pikë shkrirjeje të lartë), ajo fillimisht merr ngjyrë të kuqe, pastaj shndërrohet në një ngjyrë të verdhë, e cila më pas fillon të shkëlqejë me dritën e bardhë dhe blu. Pasi substanca nxehet në këtë mënyrë, ne e quajmë atë një "trup i zi" dhe rrezatimi që rezulton (që substanca lëshon) është "rrezatim i trupit të zi". Megjithatë, ne nuk mund të shpjegojmë se si ndodh kjo duke përdorur teorinë e valëve elektromagnetike, por teoria kuantike e Planck-ut e shpjegon mirë.
Çfarë është teoria e valëve elektromagnetike?
Teoria e valëve elektromagnetike është një teori në kimi që u zhvillua nga James Clark Maxwell në 1864. Sipas kësaj teorie, ekzistojnë disa pika rreth rrezatimit të emetuar nga një substancë.
Këto pika janë si më poshtë:
- Energjia lëshon nga çdo burim vazhdimisht në formën e energjisë rrezatuese.
- Rrezatimi ka dy fusha që lëkunden pingul me njëra-tjetrën; fusha elektrike dhe fusha magnetike. Të dyja këto fusha janë pingul me rrugën e rrezatimit.
- Rrezatimi ka karakteristika valore dhe udhëton me shpejtësinë e dritës. Ne e quajmë atë rrezatim elektromagnetik.
- Këto rrezatime elektromagnetike nuk kërkojnë materie për t'u përhapur.
"Vala" e përshkruar në këtë teori ka disa karakteristika. Gjatësia valore e valës është distanca midis dy kreshtave ose lugëve të njëpasnjëshme të valës. Një numër valësh që kalojnë nëpër një pikë për një sekondë janë frekuenca e valës. Distanca lineare që përshkon vala për një sekondë është shpejtësia. Numri valor është numri i valëve të pranishme në gjatësi prej një centimetër.
Figura 01: Gjatësia e valës elektromagnetike
Duke përdorur këtë teori, ne mund të zhvillojmë spektrin elektromagnetik. Megjithatë, ka disa kufizime për këtë teori. Këto kufizime janë si më poshtë:
- Nuk mund të shpjegojë rrezatimin e trupit të zi.
- Dhe, nuk shpjegon efektin fotoelektrik.
- Nuk mund të shpjegojë se si kapaciteti i nxehtësisë ndryshon temperaturën e trupave të ngurtë.
- Për më tepër, ajo nuk mund të shpjegojë spektrat e linjës së atomeve.
Çfarë është Teoria Kuantike e Planck?
Teoria Kuantike e Plankut është një teori në kimi e zhvilluar nga Max Planck në vitin 1900. Kjo teori është si një modifikim për teorinë e valëve elektromagnetike sepse ne mund të shpjegojmë gjërat që teoria e valëve elektromagnetike nuk mund t'i shpjegonte. Pikat e rëndësishme në këtë teori janë si më poshtë:
- Energjia rrezatuese lëshon ose absorbohet në mënyrë të ndërprerë si pako energjie, të cilat ne i quajmë kuantë.
- Energjia e çdo kuantike është e barabartë me produktin e konstantës së Plankut dhe frekuencës së rrezatimit.
- Gjithmonë sasia totale e energjisë që lëshon ose thith një substancë është një numër i plotë kuantesh.
Për më tepër, kjo teori shpjegoi fenomenet e rrezatimit të trupit të zi dhe efektin fotoelektrik që teoria e valëve elektromagnetike nuk arriti t'i shpjegonte. Sipas kësaj teorie, kur ngrohim një substancë, atomet e asaj lënde thithin energji nga nxehtësia dhe fillojnë lëkundjet për të lëshuar rrezatim; kur e ngrohim më tej substancën, ajo lëshon gjithnjë e më shumë rrezatim. Pastaj substanca lëshon rrezatim me frekuencën më të ulët të diapazonit të dukshëm që jep ngjyrën e kuqe, dhe tjetra është ngjyra e verdhë e kështu me radhë.
Figura 02: Spektri i trupit të zi
Kur shqyrtojmë shpjegimin për efektin fotoelektrik, së pari le të kuptojmë se çfarë është një efekt fotoelektrik. Kur rrezatimi godet sipërfaqen e një metali, ai shkakton emetimin e elektroneve në sipërfaqen e metalit. Ky është ai që ne e quajmë efekt fotoelektrik.
Figura 03: Efekti fotoelektrik
Sipas Teorisë Kuantike të Plankut, kur drita godet një sipërfaqe, kuantet e rrezatimit të dritës i japin të gjithë energjinë e saj elektroneve në sipërfaqe. Prandaj, elektronet shkëputen nga sipërfaqja dhe nxirren nga sipërfaqja, nëse rrezatimi i rënë ka energji të barabartë me forcën e tërheqjes ndërmjet bërthamës atomike dhe elektronit.
Cili është ndryshimi midis teorisë së valëve elektromagnetike dhe teorisë kuantike të Plankut?
Teoria e valëve elektromagnetike është një teori në kimi e zhvilluar nga James Clark Maxwell në 1864 ndërsa Teoria Kuantike e Planck është një teori në kimi e zhvilluar nga Max Planck në vitin 1900. Dallimi kryesor midis teorisë së valëve elektromagnetike dhe teorisë kuantike të Planck është se Teoria e valëve elektromagnetike nuk shpjegon fenomenet e rrezatimit të trupit të zi dhe efektin fotoelektrik, ndërsa teoria kuantike e Planck-ut shpjegon fenomenet e rrezatimit të trupit të zi dhe efektin fotoelektrik. Për më tepër, një ndryshim tjetër midis teorisë së valëve elektromagnetike dhe teorisë kuantike të Plankut është se sipas teorisë së valëve elektromagnetike, rrezatimi është i vazhdueshëm, por, sipas Teorisë Kuantike të Plankut, rrezatimi është i ndërprerë.
Infografia e mëposhtme paraqet ndryshimin midis teorisë së valëve elektromagnetike dhe teorisë kuantike të Planck-ut në formë tabelare.
Përmbledhje - Teoria e valëve elektromagnetike kundër teorisë kuantike të Plankut
Dy teoritë Teoria e valëve elektromagnetike dhe Teoria kuantike e Plankut shpjegon sjelljen e rrezatimit të emetuar nga një substancë. Sidoqoftë, ndryshimi kryesor midis teorisë së valëve elektromagnetike dhe teorisë kuantike të Planck është se teoria e valëve elektromagnetike nuk shpjegon fenomenet e rrezatimit të trupit të zi dhe efektin fotoelektrik, ndërsa Teoria Kuantike e Plankut shpjegon fenomenet e rrezatimit të trupit të zi dhe efektin fotoelektrik.
