Energy Quanta | Utveckling av kvantfysik
Energikvanta är en av grunden till det mycket hörda av Kvantfysik. För att förstå det bättre, skulle vi förstförstå behovet av denna nya fysik. Den redan etablerade och mycket kända newtonska fysiken eller den klassiska fysiken svarade verkligen många frågor som störde mänskligheten, men det hade sina egna begränsningar.
Varför misslyckades klassisk fysik?
Den tidigare modell av en atom som föreslogs av Ernest Rutherford var ungefär det planetära systemet där elektronerna cirklar kärnan som planeterna bana solen. tillämpa Klassisk fysik till modellen föreslår balansering av Coulombicattraktionskraft mellan elektron och kärna och den utåtverkande centrifugalkraften. En hel del parametrar formulerades med hjälp av denna kraftbalans ekvation.
Men enligt det etableradeElektromagnetisk teori, en accelererad laddad partikel avger elektromagnetisk strålning. Nu om en kropp avger elektromagnetisk strålning, förlorar den sin energi, och därigenom kommer en orbitingelektrons energi att minska och det kommer till slut att falla in i kärnan, vilket säkert inte är fallet. Denna stora brist på klassisk fysik banade vägen för en ny fysik som kallas Kvantfysik.
Även om klassisk fysik inte kunde förklaraDetta ger utmärkt resultat i allmänna överväganden. Därför är tillämpningen av den begränsad till saker som är mycket större än atom och också mycket långsammare än ljus.
Introduktion till Quanta
Under början av 1900-talet en tysk fysiker, Max Planckstuderade strålningarna från en svart kropp och för att förklara det fullständigt kom han fram med denna teori om kvantisering. Han var den första som talade om kvantisering. Enligt honom kan elektromagnetiska strålningar endast utsändas i en diskret form och inte kontinuerlig. Han föreslog sålunda att alla elektromagnetiska strålningar, och därför också ljus, sänds ut i vissa energipaket som han kallade "kvanta"Eller mer exakt energi kvanta. Han associerade därför energin hos en strålning med frekvens "f" som -
E = hf
Var, E är energiförknippad, h är Plancks konstant (= 6,626 × 10-34 Joule - andra)
Således kan energi endast överföras på kvantiserat sätt, dvs i integrella multiplar av Plancks konstant endast. Senare Einstein s Fotoelektrisk effekt ledde också till samma slutsats. Han förlängde Plancks idé och sade att det inte bara är utsläpp eller absorption, men själva energin är kvantiserad.
Själva ursprunget till kvant av energi kan hänföras till den vidareutvecklade modellenav atom av Neils Bohr. Han tillämpade idén om Planck till atomfysik och gav en modell där elektronerna cirklar kärnan men i olika och fasta banor. En fast omlopp innebär en fast energi och således ingen fall av elektron i kärnan. Omloppet definieras som en energinivå vid vilken elektronerna förblir och får passera från en nivå till en annan. Nivån nära kärnan har lägre energi jämfört med den fjärde. Om en elektron faller från en högre nivå till en lägre får vi en energi som är lika med skillnaden mellan de två nivåerna och en elektron kommer bara att hoppa till en högre nivå om den förses med energi lika med skillnaden. Detta är känt som kvanthopp. Om vi ger energi mindre än skillnaden, kommer den att förbli på samma nivå.
Denna modell förklarade också den unika spektralenmönster uppvisade av olika element. Den energi som motsvarar varje färg i mönstret visar sig vara samma som skillnaden i energinivån i olika banor. Ju högre språnget, dvs omloppshoppet högre är den associerade energin och närmare sin färg till spektrumets violära ände i spektralmönstret. Om det inte fanns några fasta energinivåer skulle spektra som emitterades från en upphetsad atom vara kontinuerlig från rött till violett, vilket säkert inte är fallet. Därför förklarade Bohrs modell diskretiteten av energi.
