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.
Si nous chauffons une substance (qui a un point de fusion élevé), elle devient d'abord colorée en 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 cette façon, nous l'appelons un « corps noir » et le rayonnement résultant (que la substance émet) est le « 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.
Qu'est-ce que la théorie des ondes électromagnétiques ?
La théorie des ondes électromagnétiques est une théorie en chimie qui a été développée par James Clark Maxwell en 1864. Selon cette théorie, il existe plusieurs points concernant le rayonnement émis par une substance.
Ces points sont les suivants:
- L'énergie émet de n'importe quelle source en continu sous forme d'énergie rayonnante.
- Le rayonnement a deux champs oscillant perpendiculairement l'un à l'autre; champ électrique et champ magnétique. Ces deux champs sont perpendiculaires à la trajectoire du rayonnement.
- Le rayonnement a des caractéristiques ondulatoires et se déplace à la vitesse de la lumière. Nous l'appelons rayonnement électromagnétique.
- Ces rayonnements électromagnétiques ne nécessitent pas de matière pour se propager.
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 nombre d'ondes qui passent par un point par seconde sont la fréquence de l'onde. La distance linéaire parcourue par l'onde en une seconde est la vitesse. Le nombre d'ondes 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 limites à cette théorie. Ces limitations sont les suivantes:
- Cela ne peut pas expliquer le rayonnement du corps noir.
- Et ça n'explique pas l'effet photoélectrique.
- Il ne peut pas expliquer comment la capacité calorifique fait varier la température des solides.
- De plus, il ne peut pas expliquer les spectres de raies des atomes.
Qu'est-ce que 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 égale 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 un nombre entier de quanta.
De plus, cette théorie a expliqué les phénomènes de rayonnement du corps noir et l'effet photoélectrique que la théorie des ondes électromagnétiques n'a pas réussi à expliquer. Selon cette théorie, lorsque nous chauffons une substance, les atomes de cette substance absorbent l'énergie de la chaleur et déclenchent des oscillations pour émettre un rayonnement; lorsque nous chauffons davantage la substance, elle émet de plus en plus de rayonnement. Ensuite, la substance émet un rayonnement avec la fréquence la plus basse de la gamme visible qui donne une couleur rouge, et la suivante est de couleur jaune et ainsi de suite.
Figure 02: Spectre du corps noir
Lors de l'examen de 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 une surface, les quanta du rayonnement lumineux cèdent toute leur 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 le la théorie des ondes électromagnétiques n'explique pas 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 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 de tableau.
Résumé – Théorie des ondes électromagnétiques par rapport à la 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 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.
