Diferença entre a teoria das ondas eletromagnéticas e a teoria quântica de Planck

o diferença chave entre a teoria das ondas eletromagnéticas e a teoria quântica de Planck é que o A teoria das ondas eletromagnéticas não explica os fenômenos de radiação do corpo negro e o efeito fotoelétrico, enquanto a teoria quântica de Planck explica os fenômenos de radiação do corpo negro e o efeito fotoelétrico.

Se aquecermos uma substância (que possui um alto ponto de fusão), ela primeiro fica vermelha e depois se converte em uma cor amarela, que começa a brilhar com luz branca e azul. Uma vez que a substância é aquecida dessa maneira, chamamos de "corpo negro" e a radiação resultante (emitida pela substância) é "radiação do corpo negro". No entanto, não podemos explicar como isso acontece usando a teoria das ondas eletromagnéticas, mas a teoria quântica de Planck explica bem.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é a teoria das ondas eletromagnéticas
3. Qual é a teoria quântica de Planck
4. Comparação lado a lado - teoria das ondas eletromagnéticas versus teoria quântica de Planck em forma de tabela
5. Resumo

O que é a teoria das ondas eletromagnéticas?

A teoria das ondas eletromagnéticas é uma teoria em química desenvolvida por James Clark Maxwell em 1864. De acordo com essa teoria, existem vários pontos sobre a radiação emitida por uma substância.

Esses pontos são os seguintes:

• A energia emite continuamente de qualquer fonte na forma de energia radiante.
• A radiação possui dois campos que oscilam perpendicularmente um ao outro; campo elétrico e campo magnético. Ambos os campos são perpendiculares ao caminho da radiação.
• A radiação tem características de onda e viaja na velocidade da luz. Chamamos isso de radiação eletromagnética.
• Essa radiação eletromagnética não requer matéria para propagação.

A "onda" descrita nesta teoria tem várias características. O comprimento de onda da onda é a distância entre duas cristas ou vales consecutivos da onda. Um número de ondas que passam por um ponto por um segundo é a frequência da onda. A distância linear que a onda viaja por um segundo é a velocidade. Número de onda é o número de ondas presentes no comprimento de um centímetro.

Figura 01: Comprimento da onda eletromagnética

Usando essa teoria, podemos desenvolver o espectro eletromagnético. No entanto, existem algumas limitações para essa teoria. Essas limitações são as seguintes:

1. Não pode explicar a radiação do corpo negro.
2. E isso não explica o efeito fotoelétrico.
3. Não pode explicar como a capacidade térmica varia a temperatura dos sólidos.
4. Além disso, não pode explicar o espectro de linha dos átomos.

O que é a teoria quântica de Planck?

A teoria quântica de Planck é uma teoria em química desenvolvida por Max Planck em 1900. Essa teoria é como uma modificação da teoria das ondas eletromagnéticas porque podemos explicar as coisas que a teoria das ondas eletromagnéticas não poderia explicar. Os pontos importantes nessa teoria são os seguintes:

• A energia radiante emite ou absorve de forma descontínua como pacotes de energia, que chamamos de quanta.
• A energia de cada quantum é igual ao produto da constante de Planck e à frequência da radiação.
• Sempre a quantidade total de energia que uma substância emite ou absorve é um número inteiro de quanta.

Além disso, essa teoria explicou os fenômenos da radiação do corpo negro e o efeito fotoelétrico que a teoria das ondas eletromagnéticas não conseguiu explicar. De acordo com essa teoria, quando aquecemos uma substância, os átomos dessa substância absorvem energia do calor e iniciam oscilações para emitir radiação; quando aquecemos ainda mais a substância, ela emite mais e mais radiação. Em seguida, a substância emite radiação com a menor frequência da faixa visível, que dá a cor vermelha, e a próxima é a cor amarela e assim por diante.

Figura 02: Espectro do corpo negro

Ao considerar a explicação para o efeito fotoelétrico, primeiro vamos entender o que é um efeito fotoelétrico. Quando a radiação atinge a superfície de um metal, causa a emissão de elétrons na superfície do metal. Isso é o que chamamos de efeito fotoelétrico.

Figura 03: Efeito fotoelétrico

De acordo com a teoria quântica de Planck, quando a luz atinge uma superfície, os quanta da radiação da luz dão toda a sua energia aos elétrons na superfície. Portanto, os elétrons se separam da superfície e são ejetados da superfície, se a radiação incidente tiver energia igual à força de atração entre o núcleo atômico e o elétron..

Qual é a diferença entre a teoria das ondas eletromagnéticas e a teoria quântica de Planck?

A teoria das ondas eletromagnéticas é uma teoria em química desenvolvida por James Clark Maxwell em 1864, enquanto a teoria quântica de Planck é uma teoria em química desenvolvida por Max Planck em 1900. A principal diferença entre a teoria das ondas eletromagnéticas e a teoria quântica de Planck é que a teoria das ondas eletromagnéticas não explicar os fenômenos de radiação do corpo negro e o efeito fotoelétrico, enquanto a teoria quântica de Planck explica os fenômenos de radiação do corpo negro e o efeito fotoelétrico. Além disso, outra diferença entre a teoria das ondas eletromagnéticas e a teoria quântica de Planck é que, de acordo com a teoria das ondas eletromagnéticas, a radiação é contínua, mas, de acordo com a Teoria Quântica de Planck, a radiação é descontínua.

O infográfico abaixo apresenta a diferença entre a teoria das ondas eletromagnéticas e a teoria quântica de Planck em forma de tabela.

Resumo - Teoria das Ondas Eletromagnéticas vs Teoria Quântica de Planck

As duas teorias da teoria das ondas eletromagnéticas e da teoria quântica de Planck explicam o comportamento da radiação emitida por uma substância. No entanto, a principal diferença entre a teoria das ondas eletromagnéticas e a teoria quântica de Planck é que a teoria das ondas eletromagnéticas não explica os fenômenos de radiação do corpo negro e o efeito fotoelétrico, enquanto a teoria quântica de Planck explica os fenômenos de radiação do corpo negro e o efeito fotoelétrico..

Referência:

1. Libretexts. "4.2: Teoria Quântica de Planck." LibreTexts, 21 de julho de 2016. Disponível aqui 

Cortesia da imagem:

1. ”1526374" por helder100 (CC0) via pixabay
2. ”Blackbody Spectrum” Por Almazi - Trabalho próprio, (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
3. ”Efeito fotoelétrico” Por Wolfmankurd - en: Inkscape, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia