Was war die Frage, zu der Max Planck eine Erklärung gab, und wie hängt sie mit der Schwarzkörperstrahlung zusammen?

Zitat aus meinem Lehrbuch: "Es wurden mehrere Versuche unternommen, die Intensität als Funktion von Temperatur / Wellenlänge vorherzusagen". Dieser Zeile ging die Erklärung für Schwarzkörperstrahlung voraus und darüber, wie die Strahlungsintensität einer bestimmten Wellenlänge bei einer bestimmten Temperatur maximal sein würde.

Darauf folgte „Planck gab eine zufriedenstellende Beziehung an, indem er annahm, dass Absorption und Emission von Wellen von Oszillatoren, dh Atomen in der Wand des schwarzen Körpers, stammen. Er schlug vor, dass Strahlung in diskrete Energiebrocken unterteilt werden könnte, er gab den Namen Quanten auf die kleinste Energiemenge, die aufgenommen oder abgegeben werden kann".

Ich kenne die Gleichung Energie = Frequenz x Plancksche Konstante

Wie korreliert Plancks obige Erklärung damit, dass die Intensität eine Funktion der Wellenlänge oder Temperatur ist? Wie hat es eine Beziehung zur Schwarzkörperstrahlung?

Ps: - Ich bin ein Schüler der 10. Klasse, also versuchen Sie bitte, die Erklärung einfach zu halten.

Antworten (2)

Die damals mit klassischem Elektromagnetismus berechnete Schwarzkörperstrahlung widersprach den Labormessungen und ergab unmögliche Werte für hohe Frequenzen . Man nannte es die Ultraviolett-Katastrophe.

Die in einem bestimmten Frequenzbereich emittierte Strahlungsmenge sollte proportional zur Anzahl der Moden in diesem Bereich sein. Das Beste der klassischen Physik legte nahe, dass alle Moden die gleiche Wahrscheinlichkeit hatten, erzeugt zu werden, und dass die Anzahl der Moden proportional zum Quadrat der Frequenz zunahm.

Schwarzer Körper

Aber der vorhergesagte kontinuierliche Anstieg der abgestrahlten Energie mit der Frequenz (als „Ultraviolett-Katastrophe“ bezeichnet) trat nicht ein. Die Natur wusste es besser.

Die Plancksche Formel, die Quantenlinie in der obigen Grafik, stimmte mit den Daten überein und verhinderte die UV-Katastrophe.

Wirklich nette Antwort.
Vielen Dank. Ich habe mir ein paar Videos über die UV-Katastrophe angesehen und das Konzept verstanden. Eine Sache, die ich jedoch nicht verstanden habe, ist, warum Planck annahm, dass Energie quantisiert ist? Ich meine, was hat das mit Schwarzkörperstrahlung zu tun? Könntest du es mir bitte auf einfache Weise erklären? Vielen Dank im Voraus
Der Grund steht in der Erklärung im ersten Link. Quantisierung durch hν der verfügbaren Moden, je höher die Frequenz, desto unwahrscheinlicher ist es, eine Strahlung zu haben. Die klassische Annahme war "für alle Moden gleich" (in der Grafik links zu sehen), aber die Quantisierung führt zu einem Abfall mit höherem ν. Lesen Sie die nächsten Seiten, die es einfach beschreiben

In Wirklichkeit hat M. Plank zuerst eine einfache Interpolationsformel entwickelt (konstruiert), die zwei Asymptoten überbrückt - Infrarot und Ultraviolett, die beide experimentell gut etabliert sind. Dann stellte sich heraus, dass seine halbempirische Interpolationsformel unter verschiedenen Bedingungen so gut funktionierte, dass es eine exakte Formel zu sein schien. Danach versuchte M. Plank es "theoretisch" herzuleiten. Genau hier wurde und wann der Begriff Energiequant erfunden und als Begriff in Erscheinung getreten. Wäre die genaue Formel komplizierter gewesen, hätte sich die Idee der Energiequantisierung vermutlich um ein weiteres Jahrzehnt verzögert.

Was war die Frage, zu der Max Planck eine Erklärung gab, und wie hängt sie mit der Schwarzkörperstrahlung zusammen?
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