Квантовая гипотеза Планка

1. Суть квантовой гипотезы

Квантовая гипотеза Планка утверждает:

 Энергия излучается и поглощается не непрерывно, а отдельными порциями — квантами.

Энергия одного кванта определяется формулой:

где:

•  — энергия кванта;
•  — постоянная Планка ( Дж·с);
•  — частота излучения.

2. Физический смысл гипотезы

До Планка считалось, что энергия может изменяться плавно. Однако оказалось, что:

• энергия испускается «порциями»;

• чем выше частота света, тем больше энергия кванта;

• свет обладает не только волновыми, но и квантовыми свойствами.

 Это стало началом квантовой физики.

Наглядная схема квантования энергии

3. Абсолютно чёрное тело

Планк изучал излучение абсолютно чёрного тела — идеального объекта, который полностью поглощает и излучает энергию.

Особенности:

• спектр излучения зависит от температуры;

• максимум излучения смещается при изменении температуры;

• классическая теория не объясняла форму спектра.

 Квантовая гипотеза позволила точно описать экспериментальные данные.

Наглядная схема спектра излучения

4. Значение постоянной Планка

Постоянная Планка h — фундаментальная величина:

• показывает «размер» кванта энергии;

• связывает энергию и частоту;

• используется во всех формулах квантовой физики.

 Чем меньше h, тем «мельче» квант энергии.

5. Значение квантовой гипотезы

• положила начало квантовой механике;

• объяснила излучение тел;

• привела к открытию фотоэффекта;

• позволила развить физику атома.

Идеи Планка были развиты такими учёными, как Альберт Эйнштейн и Нильс Бор.

6. Применение

• лазеры;

• солнечные батареи;

• квантовая электроника;

• современные технологии связи.

7. Итоги

• Энергия излучается квантами;

• Формула E = hv связывает энергию и частоту;

• Квантовая гипотеза объяснила излучение тел;

• Она стала основой современной физики.

Вопросы для самопроверки

1. В чем заключается квантовая гипотеза Планка?

2. Что такое квант энергии?

3. Как записывается формула Планка?

4. Что показывает постоянная Планка?

5. Что такое абсолютно чёрное тело?

6. Почему классическая физика не могла объяснить излучение?

7. Какое значение имеет гипотеза Планка для науки?