A principal diferença entre a teoria das ondas eletromagnéticas e a teoria quântica de Planck é que a teoria das ondas eletromagnéticas não explica os fenômenos de radiação do corpo negro e o efeito fotoelétrico, enquanto a teoria quântica de Planck explica os fenômenos de radiação do corpo negro e o efeito fotoelétrico.
Se aquecermos uma substância (que tem um alto ponto de fusão), ela primeiro fica vermelha, depois se converte em uma cor amarela, que então começa a brilhar com luz branca e azul. Uma vez que a substância é aquecida assim, nós a chamamos de “corpo negro” e a radiação resultante (que a substância emite) é “radiação de corpo negro”. No entanto, não podemos explicar como isso acontece usando a teoria das ondas eletromagnéticas, mas a teoria quântica de Planck explica bem.
O que é Teoria das Ondas Eletromagnéticas?
Teoria das Ondas Eletromagnéticas é uma teoria em química que foi desenvolvida por James Clark Maxwell em 1864. De acordo com essa teoria, existem vários pontos sobre a radiação emitida por uma substância.
Estes pontos são os seguintes:
- A energia é emitida de qualquer fonte continuamente na forma de energia radiante.
- A radiação tem dois campos oscilando perpendicularmente entre si; campo elétrico e campo magnético. Ambos os campos são perpendiculares ao caminho da radiação.
- A radiação tem características de onda e viaja na velocidade da luz. Chamamos isso de radiação eletromagnética.
- Estas radiações eletromagnéticas não requerem matéria para propagação.
A “onda” descrita nesta teoria tem várias características. O comprimento de onda da onda é a distância entre duas cristas ou vales consecutivos da onda. Um número de ondas que passam por um ponto por um segundo são a frequência da onda. A distância linear que a onda percorre por um segundo é a velocidade. O número de onda é o número de ondas presentes no comprimento de um centímetro.
Figura 01: Comprimento da Onda Eletromagnética
Usando essa teoria, podemos desenvolver o espectro eletromagnético. No entanto, existem algumas limitações para esta teoria. Essas limitações são as seguintes:
- Não pode explicar a radiação do corpo negro.
- E não explica o efeito fotoelétrico.
- Não pode explicar como a capacidade calorífica varia a temperatura dos sólidos.
- Além disso, não pode explicar os espectros de linha dos átomos.
O que é a Teoria Quântica de Planck?
Teoria Quântica de Planck é uma teoria em química desenvolvida por Max Planck em 1900. Essa teoria é como uma modificação para a teoria das ondas eletromagnéticas porque podemos explicar as coisas que a teoria das ondas eletromagnéticas não conseguia explicar. Os pontos importantes nesta teoria são os seguintes:
- A energia radiante emite ou absorve de forma descontínua como pacotes de energia, que chamamos de quanta.
- A energia de cada quantum é igual ao produto da constante de Planck pela frequência da radiação.
- Sempre a quantidade total de energia que uma substância emite ou absorve é um número inteiro de quanta.
Além disso, essa teoria explicava os fenômenos da radiação do corpo negro e o efeito fotoelétrico que a teoria das ondas eletromagnéticas não conseguiu explicar. De acordo com essa teoria, quando aquecemos uma substância, os átomos dessa substância absorvem energia do calor e iniciam oscilações para emitir radiação; quando aquecemos ainda mais a substância, ela emite cada vez mais radiação. Em seguida, a substância emite radiação com a frequência mais baixa da faixa visível que dá a cor vermelha, e a próxima é a cor amarela e assim por diante.
Figura 02: Espectro do Corpo Negro
Ao considerar a explicação para o efeito fotoelétrico, primeiro vamos entender o que é um efeito fotoelétrico. Quando a radiação atinge a superfície de um metal, causa a emissão de elétrons na superfície do metal. Isso é o que chamamos de efeito fotoelétrico.
Figura 03: Efeito Fotoelétrico
De acordo com a Teoria Quântica de Planck, quando a luz incide sobre uma superfície, os quanta da radiação luminosa cedem toda a sua energia aos elétrons na superfície. Assim, os elétrons se desprendem da superfície e são ejetados da superfície, se a radiação incidente tiver energia igual à força de atração entre o núcleo atômico e o elétron.
Qual é a diferença entre a teoria das ondas eletromagnéticas e a teoria quântica de Planck?
A Teoria das Ondas Eletromagnéticas é uma teoria em química desenvolvida por James Clark Maxwell em 1864, enquanto a Teoria Quântica de Planck é uma teoria em química desenvolvida por Max Planck em 1900. A principal diferença entre a teoria das ondas eletromagnéticas e a teoria quântica de Planck é que a a teoria das ondas eletromagnéticas não explica os fenômenos de radiação do corpo negro e o efeito fotoelétrico, enquanto a teoria quântica de Planck explica os fenômenos de radiação do corpo negro e o efeito fotoelétrico. Além disso, outra diferença entre a teoria das ondas eletromagnéticas e a teoria quântica de Planck é que, de acordo com a teoria das ondas eletromagnéticas, a radiação é contínua, mas, de acordo com a teoria quântica de Planck, a radiação é descontínua.
O infográfico abaixo apresenta a diferença entre a teoria das ondas eletromagnéticas e a teoria quântica de Planck em forma de tabela.
Resumo – Teoria das Ondas Eletromagnéticas vs Teoria Quântica de Planck
As duas teorias Teoria das Ondas Eletromagnéticas e Teoria Quântica de Planck explicam o comportamento da radiação emitida por uma substância. No entanto, a principal diferença entre a teoria das ondas eletromagnéticas e a teoria quântica de Planck é que a teoria das ondas eletromagnéticas não explica os fenômenos de radiação do corpo negro e o efeito fotoelétrico, enquanto a teoria quântica de Planck explica os fenômenos de radiação do corpo negro e o efeito fotoelétrico.
