constante de Planck
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Entre 1670 e 1900, os cientistas discutiram a natureza da luz. Alguns cientistas acreditavam que a luz consistia em muitos milhões de pequenas partículas. Outros cientistas acreditavam que a luz era uma onda.luz: ondas ou partículas?Edit
em 1678, Christiaan Huygens escreveu o livro Traité de la lumiere (“Tratado sobre a luz”). Ele acreditava que a luz era feita de ondas. Ele disse que a luz não poderia ser feita de partículas, porque a luz de dois feixes não saltar fora de cada um other.In 1672, Isaac Newton escreveu o livro Opticks. Ele acreditava que a luz era feita de partículas vermelhas, amarelas e azuis que ele chamava de corpusles. Newton explicou isso por sua “experiência de dois prismas”. O primeiro prisma partiu a luz em cores diferentes. O segundo prisma fundiu estas cores de volta à luz branca.durante o século XVIII, a teoria de Newton recebeu a maior atenção. Em 1803, Thomas Young descreveu o “experimento de dupla fenda”. Nesta experiência, a luz que atravessa duas fendas estreitas interfere consigo mesma. Isto causa um padrão que mostra que a luz é feita de ondas. Para o resto do século XIX, a teoria das ondas de luz foi dada a maior atenção. Na década de 1860, James Clerk Maxwell desenvolveu equações que descreveram radiação eletromagnética como ondas.
A teoria da radiação eletromagnética trata a luz, ondas de rádio, microondas e muitos outros tipos de onda como a mesma coisa, exceto que eles têm comprimentos de onda diferentes. O comprimento de onda da luz que podemos ver com nossos olhos é aproximadamente entre 400 e 600 nm. O comprimento de onda das ondas de rádio varia de 10 m a 1500 m e o comprimento de onda das microondas é de cerca de 2 cm. No vácuo, todas as ondas eletromagnéticas viajam à velocidade da luz. A frequência da onda eletromagnética é dada por:
ν = c λ {\displaystyle \nu ={\frac {c}{\lambda }}}
.
Os símbolos são definidos aqui.todas as coisas quentes emitem radiação térmica, que é radiação eletromagnética. Para a maioria das coisas na terra esta radiação está na faixa infra-vermelha, mas algo muito quente (1000 °C ou mais), emite radiação visível, ou seja, luz. No final de 1800, muitos cientistas estudaram os comprimentos de onda da radiação eletromagnética a partir de radiadores de corpo negro em diferentes temperaturas.
Rayleigh-Jeans LawEdit
.
para a radiação de comprimento de onda longo, os resultados previstos por esta equação corresponderam bem com resultados práticos obtidos em laboratório. No entanto, para comprimentos de onda curtos (luz ultravioleta) a diferença entre teoria e prática era tão grande que ganhou o apelido de “catástrofe ultra-violeta”.
Lavedit de Planck
in 1895 Wien published the results of his studies into the radiation from a black body. A sua fórmula foi:
B λ ( T ) = 2 h c 2 λ 5 e − h c λ k T {\displaystyle B_{\lambda }(T)={\frac {2hc^{2}}{\lambda ^{5}}}e^{-{\frac {hc}{\lambda kT}}}}
. esta fórmula funcionou bem para a radiação eletromagnética de comprimento de onda curto, mas não funcionou bem com comprimentos de onda longos.em 1900 Max Planck publicou os resultados de seus estudos. Ele tentou desenvolver uma expressão para a radiação de corpo negro, expressa em termos de comprimento de onda do pressuposto de que a radiação consistia de pequenos quanta e, em seguida, para ver o que aconteceu se o quanta foram feitas infinitamente pequeno. (This is a standard mathematical approach). A expressão foi: B λ ( T ) = 2 h c 2 λ 5 1 e h c λ k T − 1 {\displaystyle B_{\lambda }(T)={\frac {2hc^{2}}{\lambda ^{5}}}~{\frac {1}{e^{\frac {hc}{\lambda kT}}-1}}}
. se o comprimento de onda da luz é permitido tornar-se muito grande, então pode ser mostrado que os jeans Raleigh e as relações Planck são quase idênticas.
he calculated h and k and found that
h = 6.55×10-27 erg·sec. k = 1.34×10-16 erg·deg-1.
os valores são próximos aos valores atuais aceitos de 6.62606×10-34 e 1.38065×10-16, respectivamente. A lei de Planck concorda bem com os dados experimentais, mas seu significado completo só foi apreciado vários anos depois.
a teoria Quântica de lightEdit
acontece que os elétrons são deslocados pelo efeito fotoelétrico se a luz atinge uma frequência limiar. Abaixo disso, nenhum elétrons pode ser emitido a partir do metal. Em 1905 Albert Einstein publicou um artigo explicando o efeito. Einstein propôs que um feixe de luz não é uma onda propagando-se através do espaço, mas sim uma coleção de pacotes de ondas discretas (fótons), cada um com energia. Einstein disse que o efeito era devido a um fóton atingindo um elétron. Isto demonstrou a natureza de partícula da luz.Einstein also found that electromagnetic radiation with a long wavelength had no effect. Einstein disse que isso foi porque as “partículas” não tinham energia suficiente para perturbar os elétrons.Planck sugeriu que a energia de cada fóton estava relacionada com a frequência de fótons pela constante de Planck. Isso pode ser escrito matematicamente como:
E = h ν = h c λ {\displaystyle E=h\nu ={\frac {hc}{\lambda }}}
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