Квантовая гипотеза
Квантовая гипотеза — идея о том, что энергия при излучении и поглощении передаётся не непрерывно, а отдельными порциями — квантами. Эта идея стала началом изучения квантовых явлений.
Слово «квант» означает порцию. В классической физике считалось, что энергия может изменяться на сколь угодно малую величину. Квантовая гипотеза утверждает, что для процессов излучения и поглощения энергии существуют минимальные порции. Размер порции зависит от частоты: чем она больше, тем больше энергия кванта.
Здесь \(E\) — энергия одного кванта, \(\nu\) — частота излучения, а \(h\) — постоянная Планка: \(h \approx 6{,}63\cdot10^{-34}\ \text{Дж·с}\). Для электромагнитного излучения квант энергии называют фотоном. Связь энергии фотона с частотой рассматривается подробнее на странице энергия кванта.
Если частота излучения увеличилась в 2 раза, то энергия одного кванта также увеличилась в 2 раза: из формулы \(E=h\nu\) следует \(E_2=2E_1\). Поэтому фиолетовый свет, имеющий большую частоту, состоит из более энергичных фотонов, чем красный.
Квантовая гипотеза — это исходная идея о дискретной передаче энергии. Квантование энергии — более общее утверждение о том, что определённые значения энергии в микросистеме могут быть разрешёнными дискретными уровнями. Гипотеза Планка не означает, что любая энергия в природе всегда принимает только целые порции.
Как изменится энергия кванта, если частоту излучения увеличить в 3 раза?
Главное
- Энергия при излучении и поглощении передаётся отдельными порциями — квантами.
- Энергия кванта определяется формулой \(E=h\nu\) и прямо пропорциональна частоте.
- Квантовая гипотеза стала основой квантовой физики, но не равна полностью понятию квантования энергии.