¿De qué trata la teoría cuántica de Planck?

Después del fracaso de la teoría electromagnética clásica de la radiación para explicar el efecto del efecto fotoeléctrico, Max Planck propuso una nueva teoría sobre la radiación EM que luego se conoció como la teoría cuántica de la radiación.

Dos postulados principales de esta teoría son:

1. La energía radiante se emite o absorbe no de forma continua sino discontinua en forma de pequeños paquetes de energía llamados cuantos.
2. La cantidad de energía de energía asociada con un cuanto (o fotón) de radiación es proporcional a la frecuencia de radiación.
3. Un cuerpo puede emitir o absorber energía solo en términos de múltiplos integrales de cuanto.

E ∝ v

=> E = hv , donde v es la frecuencia de radiación y h se llama constante de Planck (= 6.625 × 10 ^ -34 Js).

Esta teoría se presenta para explicar fenómenos como la radiación del cuerpo negro, el efecto fotoeléctrico, etc.

Cuando el cuerpo negro se calienta, emite radiación térmica de diferentes longitudes de onda o frecuencias. Para explicar las radiaciones, Max Planck presentó una teoría conocida como la teoría cuántica de Planck.

La energía radiante que es emitida o absorbida por el cuerpo negro no es continua sino discontinua en forma de pequeños paquetes discretos de energía, cada uno de estos paquetes de energía se llama Quantum. En caso de luz, el cuanto de energía se llama fotón.

La energía de cada cuanto es directamente proporcional a la frecuencia de la radiación, es decir

E = hν = hc / λ, donde h = constante de Planck

La cantidad total de energía emitida o absorbida por un cuerpo será un número entero de cuantos. Por lo tanto, E = nhν, donde n es entero.

Clásicamente se creía que la energía de cualquier partícula varía continuamente. Y funcionó bien para la mayoría de las situaciones. Pero cosas como la radiación del cuerpo negro no podrían explicarse sobre la base de tal suposición. La distribución teórica de la intensidad de la longitud de onda Vs aumenta a pequeñas longitudes de onda.

Por lo tanto, los científicos se vieron obligados a presentar nuevas teorías para explicar tales observaciones. Max Planck era uno de ellos. Por disparidad, se vio obligado a asumir que la energía solo podía ser absorbida o irradiada en múltiplos integrales de una constante (ahora llamada constante de Planks) multiplicada por la frecuencia de la luz . Y esto fue capaz de explicar la radiación del cuerpo negro. Más tarde se le ocurre un modelo para el átomo de hidrógeno basado en este principio básico (modelo de Plank). Esto es parte de la antigua teoría cuántica. Para entenderlo mejor (teoría), te sugiero que busques la antigua teoría cuántica .

Antes de la teoría cuántica de Planck, los físicos creían que la energía de la radiación electromagnética (comúnmente conocida como luz) de una frecuencia dada se puede cambiar a cualquier valor real.

Planck postuló que la energía de la radiación electromagnética de una frecuencia dada solo puede tomar ciertos valores reales, que son múltiplos de la frecuencia multiplicada por una constante (ahora conocida como constante de Planck).

Por lo tanto, Planck postuló que la energía de la radiación electromagnética se cuantifica; Viene en trozos.

Usando este postulado, podría explicar la variación de la intensidad de la radiación del cuerpo negro con su frecuencia. (La radiación de cuerpo negro es radiación electromagnética emitida por un cuerpo que absorbe toda la radiación electromagnética que se le da, y luego emite radiación electromagnética).

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Escribiré en palabras simples,

La teoría cuántica de los tablones dice que la energía de la radiación electromagnética se transfiere en términos de haces de energía y estos haces se llaman fotones, que son menos partículas de masa y la energía de cada fotón es directamente proporcional a la frecuencia de la radiación electromagnética.

La energía del fotón es directamente proporcional a la frecuencia de la radiación EM

por lo tanto, E = hv donde h es tablones constantes

Una de las primeras ideas propuestas para diferenciar la mecánica cuántica de la física clásica fue la idea de Max Planck de que la energía, como la materia, era discontinua. Esta idea revolucionaria surgió de la radiación del cuerpo negro. Un cuerpo negro es un objeto que absorbe toda la radiación que cae sobre él. Un objeto que absorbe toda la radiación también puede emitir perfectamente toda la radiación, por lo tanto, un cuerpo negro irradiará energía máxima cuando se calienta a una temperatura determinada. Bajo la física clásica, se predijo que esta energía emitida sería infinita. Sin embargo, cuando no irradiaba energía indefinidamente, los científicos se enfrentaron al problema de explicar el fenómeno. Esto llevó a la idea propuesta de Planck de que, a diferencia de la física clásica, la teoría cuántica limita la energía a un conjunto de valores específicos. Cada uno de estos valores no es continuo, sino que aumenta de un valor permitido a otro mediante un salto pequeño o cuántico. Más específicamente, un cuanto es la diferencia entre dos valores permitidos en un conjunto.
Basado en el supuesto de que todos los átomos en la superficie del sólido calentado vibran a la frecuencia, Planck desarrolló un modelo que se conoció como la ecuación de Planck. A través de experimentos de frecuencias y temperatura, Planck pudo generar una constante, la constante de Planck
h = 6.62607 x 10-34 J s
Usando esta constante, pudo reformular su teoría: la energía era directamente proporcional a la frecuencia. Él escribió su ecuación como
E = hν
donde E es energía, h es la constante de Planck y v es frecuencia.
Sin embargo, debido a la falta de pruebas sólidas, los científicos, incluido Planck, se mostraron escépticos sobre el nuevo campo de la teoría cuántica. Como la hipótesis de Planck no podía aplicarse a otra cosa que no fuera la radiación del cuerpo negro, no fue aceptada hasta mucho más tarde, cuando se aplicó con éxito a otros fenómenos.

Puede leerlo en detalle en cualquier libro atómico como Semat o Holiday y Resnik, libros de texto antiguos. O en Wikipedia. De cualquier manera, la teoría cuántica de Planck basada en su estudio de las radiaciones del cuerpo negro en 1900. descubrió que la energía de la radiación es discreta, no continua como se pensaba antes de 1900. Es decir, está cuantificada, cada energía cuántica es proporcional a su frecuencia de onda f, como E ~ f = hf, donde h es la constante de proporcionalidad, está codificada como constante de Planck. Esta constante se midió para diferentes experimentos, se encontró que era h = 6.626 X 10 ^ -34 joule .segundo. Esta es la teoría cuántica de Planck que es la base de la física cuántica. .

Antes que nada, permítanme recordarles que la teoría cuántica de Planck se conoce formalmente como la ley de Planck en este mundo de habla inglesa, de hecho, mientras Planck contribuye a varias teorías en física cuántica. Entre los cuales uno de los famosos aportes es: Un fotón de luz transporta exactamente un cuanto de energía. Matemáticamente E = hv, donde h es la constante de Planck y v es la frecuencia del fotón.

Y otra famosa teoría cuántica es: la densidad espectral de la radiación electromagnética emitida por un cuerpo negro en equilibrio térmico.

Existe una teoría llamada Mecánica Cuántica, o Física Cuántica, establecida generalmente a partir de 6 postulados, no discutados, y la fusión de estos postulados con otro generador de QFT, Teoría M, etc. De Planck. Bueno, había dos formas equivalentes de formularlo: Matrix Mechanics de Planck y la teoría de la función de onda de Schrödinger. Son matemáticamente equivalentes

Esta teoría fue explicada por primera vez por Max Planck, afirma que la energía radiante emitida o absorbida son haces o paquetes de energía conocidos como cuantos o fotones .

La energía de estos fotones puede calcularse mediante

[matemáticas] \ bbox [2pt, borde: 2pt # 10f sólido] {\ bbox [#AFA] {E = h \ nu = \ dfrac {hc} {\ lambda}}} [/ math]

donde h es la constante de Planck

[matemáticas] \ bbox [2pt, borde: 2pt # 10f sólido] {h = 6.626 × 10 ^ {- 34} Js} [/ matemáticas]

PQT propuso la relación entre la energía fotónica en la luz y la frecuencia, relacionada con la constante de Planck. También concluye que la luz se puede medir en cantidades discretas de energía. Se pueden describir, algo así como ondas estacionarias.

La teoría cuántica de Planck establece que la luz contiene pequeños paquetes de energía llamados fotones que están cuantizados.

Quanta significa ¿Cuánto?

Para la luz que contiene un solo fotón, es la energía mínima de luz que es hv.

h es la constante de Planck y v es la frecuencia de la luz.

Para la luz que contiene n fotones, la energía es nhv.

Ahora, la energía está cuantizada. Tomará solo ciertas energías, no todas dependiendo de n.

La teoría cuántica de Einstein es la teoría cuántica de Planck.