Цахилгаан соронзон долгионы онол ба Планкийн квант онол хоёрын гол ялгаа нь цахилгаан соронзон долгионы онол нь хар биеийн цацрагийн үзэгдэл ба фотоэлектрик эффектийг тайлбарлаагүй, харин Планкийн квант онол нь хар биеийн цацрагийн үзэгдэл болон фотоэлектрик эффектийг тайлбарладагт оршино.
Хэрэв бид бодисыг (хайлах температур өндөртэй) халаавал эхлээд улаан өнгөтэй болж, дараа нь шар өнгөтэй болж, дараа нь цагаан, цэнхэр гэрлээр гэрэлтэж эхэлдэг. Нэгэнт бодисыг ингэж халаавал бид үүнийг "хар бие" гэж нэрлээд үүссэн цацраг (бодис ялгаруулж буй) нь "хар биеийн цацраг" юм. Гэсэн хэдий ч бид цахилгаан соронзон долгионы онолыг ашиглан үүнийг тайлбарлаж чадахгүй ч Планкийн квант онол үүнийг сайн тайлбарлаж байна.
Цахилгаан соронзон долгионы онол гэж юу вэ?
Цахилгаан соронзон долгионы онол нь 1864 онд Жеймс Кларк Максвеллийн боловсруулсан химийн онол юм. Энэ онолын дагуу бодисоос ялгарах цацрагийн талаар хэд хэдэн цэг байдаг.
Эдгээр оноо дараах байдалтай байна:
- Эрчим нь ямар ч эх үүсвэрээс цацрагийн энерги хэлбэрээр тасралтгүй ялгардаг.
- Цацраг нь бие биедээ перпендикуляр хэлбэлзэх хоёр оронтой; цахилгаан орон ба соронзон орон. Энэ хоёр талбар хоёулаа цацрагийн замд перпендикуляр байна.
- Цацраг нь долгионы шинж чанартай бөгөөд гэрлийн хурдаар тархдаг. Бид үүнийг цахилгаан соронзон цацраг гэж нэрлэдэг.
- Эдгээр цахилгаан соронзон цацраг нь тархах бодис шаарддаггүй.
Энэ онолд тодорхойлсон “долгион” нь хэд хэдэн шинж чанартай байдаг. Долгионы долгионы урт гэдэг нь долгионы дараалсан хоѐр орой эсвэл ховилын хоорондох зай юм. Нэг секундэд нэг цэгээр дамжин өнгөрөх хэд хэдэн долгион нь долгионы давтамж юм. Долгионы нэг секундэд дамжих шугаман зай нь хурд юм. Долгионы дугаар нь нэг см урттай долгионы тоо юм.
Зураг 01: Цахилгаан соронзон долгионы урт
Энэ онолыг ашигласнаар бид цахилгаан соронзон спектрийг хөгжүүлж чадна. Гэсэн хэдий ч энэ онолд зарим хязгаарлалтууд байдаг. Эдгээр хязгаарлалтууд дараах байдалтай байна:
- Энэ нь хар биеийн цацрагийг тайлбарлаж чадахгүй.
- Мөн энэ нь фотоэлектрик эффектийг тайлбарлахгүй.
- Хатуу бодисын температурыг дулааны багтаамж хэрхэн өөрчилдгийг тайлбарлаж чадахгүй.
- Цаашилбал, энэ нь атомын шугамын спектрийг тайлбарлаж чадахгүй.
Планкийн квант онол гэж юу вэ?
Планкийн квант онол нь 1900 онд Макс Планкийн боловсруулсан химийн онол юм. Энэ онол нь цахилгаан соронзон долгионы онолын тайлбарлаж чадаагүй зүйлсийг тайлбарлаж чадах тул цахилгаан соронзон долгионы онолын өөрчлөлттэй адил юм. Энэ онолын чухал цэгүүд нь дараах байдалтай байна:
- Цацрагийн энерги нь эрчим хүчний багц хэлбэрээр тасралтгүй ялгардаг эсвэл шингэдэг бөгөөд үүнийг бид квант гэж нэрлэдэг.
- Квант бүрийн энерги нь Планкийн тогтмол ба цацрагийн давтамжийн үржвэртэй тэнцүү байна.
- Бодисын ялгаруулж, шингээж буй нийт энерги нь бүхэл тооны квант байдаг.
Түүнээс гадна энэ онол нь цахилгаан соронзон долгионы онол тайлбарлаж чадаагүй хар биетийн цацрагийн үзэгдэл болон фотоэлектрик эффектийг тайлбарласан. Энэ онолоор бол бид бодисыг халаахад тухайн бодисын атомууд дулаанаас энергийг шингээж, цацраг ялгаруулах хэлбэлзлийг эхлүүлдэг; Бид бодисыг цаашид халаахад энэ нь улам их цацраг ялгаруулдаг. Дараа нь бодис нь харагдахуйц хүрээний хамгийн бага давтамжтай цацраг ялгаруулж, улаан өнгө, дараагийнх нь шар өнгө гэх мэт.
Зураг 02: Хар биеийн спектр
Фотоэлектрик эффектийн тайлбарыг авч үзэхдээ эхлээд фотоэлектрик эффект гэж юу болохыг ойлгоцгооё. Металлын гадаргуу дээр цацраг туяа тусах үед энэ нь металлын гадаргуу дээр электрон ялгаруулдаг. Үүнийг бид фотоэлектрик эффект гэж нэрлэдэг.
Зураг 03: Фотоэлектрик эффект
Планкийн квант онолоор гэрэл гадаргуу дээр тусах үед гэрлийн цацрагийн квант бүх энергийг гадаргуугийн электронуудад өгдөг. Иймд туссан цацраг нь атомын цөм ба электроныг татах хүчтэй тэнцэх энергитэй бол электронууд гадаргуугаас салж, гадаргуугаас хөөгдөнө.
Цахилгаан соронзон долгионы онол ба Планкийн квант онол хоёрын ялгаа юу вэ?
Цахилгаан соронзон долгионы онол нь 1864 онд Жеймс Кларк Максвеллийн боловсруулсан химийн онол бол Планкийн квант онол нь 1900 онд Макс Планкийн боловсруулсан химийн онол юм. Цахилгаан соронзон долгионы онол ба Планкийн квант онол хоёрын гол ялгаа нь Цахилгаан соронзон долгионы онол нь хар биетийн цацрагийн үзэгдэл ба фотоэлектрик эффектийг тайлбарладаггүй бол Планкийн квант онол нь хар биеийн цацрагийн үзэгдэл ба фотоэлектрик эффектийг тайлбарладаг. Цаашлаад цахилгаан соронзон долгионы онол ба Планкийн квант онол хоёрын өөр нэг ялгаа нь цахилгаан соронзон долгионы онолын дагуу цацраг тасралтгүй, харин Планкийн квант онолын дагуу цацраг нь тасархай байдаг.
Доорх инфографик нь цахилгаан соронзон долгионы онол болон Планкийн квант онол хоёрын ялгааг хүснэгт хэлбэрээр харуулж байна.
Хураангуй – Цахилгаан соронзон долгионы онол ба Планкийн квант онол
Цахилгаан соронзон долгионы онол ба Планкийн квант онол гэсэн хоёр онол нь бодисоос ялгарах цацрагийн үйл ажиллагааг тайлбарладаг. Гэсэн хэдий ч Цахилгаан соронзон долгионы онол ба Планкийн квант онол хоёрын гол ялгаа нь цахилгаан соронзон долгионы онол нь хар биеийн цацрагийн үзэгдэл ба фотоэлектрик эффектийг тайлбарлаагүй, харин Планкийн квант онол нь хар биеийн цацрагийн үзэгдэл ба фотоэлектрик эффектийг тайлбарладагт оршино.
