Sự khác biệt cơ bản giữa Lý thuyết Sóng Điện từ và Lý thuyết Lượng tử của Planck là Lý thuyết Sóng Điện từ không giải thích các hiện tượng bức xạ vật đen và hiệu ứng quang điện trong khi Lý thuyết Lượng tử của Planck giải thích các hiện tượng bức xạ vật đen và hiệu ứng quang điện.
Nếu chúng ta đun nóng một chất (có nhiệt độ nóng chảy cao), đầu tiên chất này chuyển sang màu đỏ, sau đó chuyển thành màu vàng, sau đó bắt đầu phát sáng với ánh sáng trắng và xanh lam. Một khi chất này được làm nóng như vậy, chúng ta gọi nó là “vật đen” và bức xạ kết quả (chất đó phát ra) là “bức xạ vật đen”. Tuy nhiên, chúng tôi không thể giải thích điều này xảy ra như thế nào bằng cách sử dụng lý thuyết sóng điện từ nhưng lý thuyết lượng tử của Planck đã giải thích rõ.
Lý thuyết Sóng Điện từ là gì?
Lý thuyết Sóng Điện từ là một lý thuyết trong hóa học được phát triển bởi James Clark Maxwell vào năm 1864. Theo lý thuyết này, có một số điểm về bức xạ phát ra từ một chất.
Những điểm này như sau:
- Năng lượng phát ra liên tục từ bất kỳ nguồn nào dưới dạng năng lượng bức xạ.
- Bức xạ có hai trường dao động vuông góc với nhau; điện trường và từ trường. Cả hai trường này đều vuông góc với đường đi của bức xạ.
- Bức xạ có đặc tính sóng và truyền với vận tốc ánh sáng. Chúng tôi gọi nó là bức xạ điện từ.
- Những bức xạ điện từ này không cần vật chất để lan truyền.
“Sóng” được mô tả trong lý thuyết này có một số đặc điểm. Bước sóng của sóng là khoảng cách giữa hai đỉnh hoặc hai đáy sóng liên tiếp. Tần số sóng truyền qua một điểm trong một giây là tần số của sóng. Quãng đường thẳng mà sóng truyền được trong một giây là vận tốc. Số sóng là số lượng sóng có chiều dài một cm.
Hình 01: Chiều dài sóng điện từ
Sử dụng lý thuyết này, chúng ta có thể phát triển phổ điện từ. Tuy nhiên, có một số hạn chế đối với lý thuyết này. Những hạn chế này như sau:
- Nó không thể giải thích bức xạ cơ thể đen.
- Và, nó không giải thích được hiệu ứng quang điện.
- Nó không thể giải thích nhiệt dung làm thay đổi nhiệt độ của chất rắn như thế nào.
- Hơn nữa, nó không thể giải thích quang phổ vạch của nguyên tử.
Lý thuyết lượng tử của Planck là gì?
Planck’s Quantum Theory là một lý thuyết trong hóa học do Max Planck phát triển vào năm 1900. Lý thuyết này giống như một sửa đổi cho lý thuyết sóng điện từ vì chúng ta có thể giải thích những điều mà lý thuyết sóng điện từ không thể giải thích được. Các điểm quan trọng trong lý thuyết này như sau:
- Năng lượng bức xạ phát ra hoặc hấp thụ không liên tục dưới dạng các gói năng lượng, chúng ta gọi là lượng tử.
- Năng lượng của mỗi lượng tử bằng tích của hằng số Planck và tần số của bức xạ.
- Luôn luôn là tổng năng lượng mà một chất phát ra hoặc hấp thụ là một số nguyên tử.
Hơn nữa, lý thuyết này giải thích các hiện tượng bức xạ vật đen và hiệu ứng quang điện mà lý thuyết sóng điện từ không giải thích được. Theo lý thuyết này, khi chúng ta đốt nóng một chất, các nguyên tử của chất đó sẽ hấp thụ nhiệt năng và bắt đầu dao động để phát ra bức xạ; khi chúng ta tiếp tục đốt nóng chất, nó phát ra nhiều bức xạ hơn. Sau đó, chất phát ra bức xạ có tần số thấp nhất của dải nhìn thấy tạo ra màu đỏ và bức xạ tiếp theo là màu vàng, v.v.
Hình 02: Quang phổ cơ thể đen
Khi xem xét giải thích cho hiệu ứng quang điện, trước tiên chúng ta hãy hiểu hiệu ứng quang điện là gì. Khi bức xạ chiếu vào bề mặt kim loại, nó gây ra sự phát xạ các êlectron trên bề mặt kim loại đó. Đây là cái mà chúng tôi gọi là hiệu ứng quang điện.
Hình 03: Hiệu ứng quang điện
Theo Lý thuyết lượng tử của Planck, khi ánh sáng chiếu vào một bề mặt, lượng tử của bức xạ ánh sáng sẽ cung cấp tất cả năng lượng của nó cho các electron trong bề mặt. Do đó, các electron bị tách ra khỏi bề mặt và bị đẩy ra khỏi bề mặt, nếu bức xạ tới có năng lượng bằng lực hút giữa hạt nhân nguyên tử và electron.
Sự khác biệt giữa Lý thuyết Sóng Điện từ và Lý thuyết Lượng tử của Planck là gì?
Lý thuyết Sóng Điện từ là một lý thuyết trong hóa học được phát triển bởi James Clark Maxwell vào năm 1864 trong khi Lý thuyết Lượng tử của Planck là một lý thuyết trong hóa học do Max Planck phát triển vào năm 1900. Sự khác biệt chính giữa lý thuyết sóng điện từ và lý thuyết lượng tử của Planck là thuyết sóng điện từ không giải thích được hiện tượng bức xạ vật đen và hiệu ứng quang điện trong khi thuyết lượng tử của Planck giải thích được hiện tượng bức xạ vật đen và hiệu ứng quang điện. Hơn nữa, một điểm khác biệt khác giữa lý thuyết sóng điện từ và lý thuyết lượng tử của Planck là theo lý thuyết sóng điện từ, bức xạ là liên tục nhưng theo Lý thuyết lượng tử của Planck, bức xạ là không liên tục.
Đồ họa thông tin dưới đây trình bày sự khác biệt giữa lý thuyết sóng điện từ và lý thuyết lượng tử của Planck ở dạng bảng.
Tóm tắt - Lý thuyết Sóng Điện từ và Lý thuyết Lượng tử của Planck
Hai lý thuyết Lý thuyết Sóng Điện từ và Lý thuyết Lượng tử Planck giải thích hành vi của bức xạ phát ra từ một chất. Tuy nhiên, điểm khác biệt cơ bản giữa Lý thuyết sóng điện từ và lý thuyết lượng tử của Planck là Lý thuyết sóng điện từ không giải thích hiện tượng bức xạ vật đen và hiệu ứng quang điện trong khi Lý thuyết lượng tử của Planck giải thích hiện tượng bức xạ vật đen và hiệu ứng quang điện.
