Классическая физика предполагала, что тело может излучать и поглощать электромагнитную энергию непрерывно. Однако такой подход не позволял объяснить наблюдаемые закономерности теплового излучения. Для их описания Макс Планк выдвинул гипотезу о квантах.
Гипотеза Планка: электромагнитная энергия излучается и поглощается не непрерывно, а отдельными порциями — квантами.
Энергия одного кванта определяется формулой Планка:
где:
- — энергия кванта, Дж;
- — частота излучения, Гц;
- — постоянная Планка, .
Частота характеризует электромагнитное излучение и определяет его положение на шкале электромагнитных волн.
Физический смысл формулы
Энергия кванта прямо пропорциональна частоте излучения:
- чем больше частота, тем больше энергия одного кванта;
- при увеличении частоты в несколько раз энергия кванта увеличивается во столько же раз;
- при одной и той же частоте все кванты имеют одинаковую энергию .
Важно
В формуле величина — энергия одного кванта, а не полная энергия произвольного потока излучения.
Не путать
- Квант — не произвольно выбранная малая порция энергии: при заданной частоте его энергия определяется формулой Планка.
- Чем больше частота излучения, тем больше, а не меньше энергия кванта.
- Постоянная Планка одинакова для излучения любой частоты.
Энергию и импульс кванта света рассматривают в следующей статье — о фотонах.
Коротко
По гипотезе Планка электромагнитная энергия излучается и поглощается отдельными порциями — квантами. Энергия одного кванта равна и прямо пропорциональна частоте излучения.