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 la La théorie des ondes électromagnétiques n'explique pas les phénomènes de rayonnement du corps noir ni 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), elle passe d'abord à une couleur rouge, puis se transforme en une couleur jaune, qui commence alors à briller de lumière blanche et bleue. Une fois que la substance est chauffée de la sorte, nous appelons cela un «corps noir» et le rayonnement résultant (émis par la substance) 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. Vue d'ensemble 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 et théorie quantique de Planck sous forme tabulaire
5. Résumé

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

La théorie des ondes électromagnétiques est une théorie de la chimie développée par James Clark Maxwell en 1864. Selon cette théorie, il existe plusieurs points concernant les rayonnements émis par une substance..

Ces points sont les suivants:

• L'énergie émet de toute source en continu sous forme d'énergie radiante.
• Le rayonnement a deux champs oscillant perpendiculairement l'un à l'autre; champ électrique et champ magnétique. Ces deux champs sont perpendiculaires au trajet du rayonnement.
• Le rayonnement a des caractéristiques d'onde et se déplace à la vitesse de la lumière. Nous l'appelons rayonnement électromagnétique.
• Ce rayonnement électromagnétique ne nécessite pas de matière pour la propagation.

La "vague" décrite dans cette théorie a plusieurs caractéristiques. La longueur d'onde de la vague est la distance entre deux crêtes ou creux consécutifs de la vague. Un nombre d'ondes qui passent par un point par seconde est la fréquence de l'onde. La distance linéaire parcourue par l'onde par seconde est la vitesse. Le nombre d'onde est le nombre d'ondes présentes sur une longueur d'un centimètre.

Figure 01: Longueur d'onde électromagnétique

En utilisant cette théorie, nous pouvons développer le spectre électromagnétique. Cependant, il y a quelques limitations 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 linéaires 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, car nous pouvons expliquer des choses que la théorie des ondes électromagnétiques ne pourrait pas expliquer. Les points importants de cette théorie sont les suivants:

• L’énergie radiante émet ou absorbe de manière discontinue sous forme de paquets d’énergie, appelés quanta.
• L'énergie de chaque quantum est égale au produit de la constante de Planck et de la fréquence de radiation.
• La quantité totale d'énergie qu'une substance émet ou absorbe est toujours un nombre entier de quanta.

De plus, cette théorie expliquait les phénomènes de rayonnement du corps noir et l'effet photoélectrique que la théorie des ondes électromagnétiques n'avait pas réussi à expliquer. Selon cette théorie, lorsque nous chauffons une substance, ses atomes absorbent l’énergie de la chaleur et commencent à osciller pour émettre un rayonnement; lorsque nous chauffons davantage la substance, elle émet de plus en plus de radiations. Ensuite, la substance émet un rayonnement avec la fréquence la plus basse de la plage visible qui donne une couleur rouge, et la suivante est une couleur jaune, etc..

Figure 02: spectre du corps noir

Lors de l'examen de l'explication de l'effet photoélectrique, laissez-nous d'abord comprendre 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 qu'on appelle l'effet photoélectrique.

Figure 03: Effet photoélectrique

Selon la théorie quantique de Planck, lorsque la lumière frappe une surface, les quanta du rayonnement lumineux donnent toute son énergie aux électrons de la surface. Par conséquent, les électrons se détachent de la surface et sont éjectés de la surface si le rayonnement incident a une 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 ondes électromagnétiques est une théorie en chimie développée par James Clark Maxwell en 1864, tandis que la théorie quantique de Planck est une théorie en 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 ne expliquer les phénomènes de rayonnement du corps noir et l'effet photoélectrique alors que la théorie quantique de Planck explique les phénomènes de 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 réside dans le fait que, selon la théorie des ondes électromagnétiques, le rayonnement est continu mais que, 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 de tableau.

Résumé - Théorie des ondes électromagnétiques et théorie quantique de Planck

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

Référence:

1. Libretexts. «4.2: La théorie quantique de Planck.» Chimie LibreTexts, Libretexts, 21 juillet 2016. Disponible ici 

Courtoisie d'image:

1. ”1526374" de helder100 (CC0) via Pixabay
2. "Blackbody Spectrum" de Almazi - Travail personnel, (CC BY-SA 4.0) via Wikimedia Commons
3. ”Effet photoélectrique” de Wolfmankurd - fr: Inkscape, (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons