• Zašto Planckov kvant energije ovisi o baš o frekvenciji i zašto i kako tijelo emitira tu frekvenciju? (Vujadin iz Rijeke, dalibor.kovacevic@ri.tel.hr)

  • Pretpostavljam da se u pitanju misli o elektromagnetskim valovima, tj. o izrazu koji vrijedi za njih E=hv.

    Nažalost, prvi dio ovog pitanja, ako sam ga dobro razumio, potpada pod vrstu pitanja na koja je jako teško, ako ne i nemoguće odgovoriti. Puno lakše bih našao odgovor na pitanje zašto ta energija ne ovisi recimo o masi, brzini ... S druge strane, probaj sam sebi odgovoriti na pitanje 'zašto u drugi Newtonov zakon F=ma ulazi masa m?', pa ćeš vidjeti koliko su takva pitanja 'nemoguća'.

    Ipak, jedan od odgovora bi bio: zato što je za karakterizaciju jednog kvanta elektromagnetskog polja dovoljno uzeti samo jedan broj, a to je frekvencija. Ili, zadavanjem frekvencije potpuno je određen kvant elektromagnetskog zračenja, njegova valna duljina, njegova ogibna svojstva, valna i čestična svojstva, međudjelovanje s materijom ... Drugim riječima, nema drugih brojeva o kojima bi energija kvanta mogla ovisiti.

    Slijedeće pitanje koje se može ovdje postaviti jest zašto baš vrijedi E=hv. Na to pitanje nije moguće dati nikakav odgovor. Tako je htjela priroda. Ili bog, već prema tome da li u njega vjeruješ ili ne.

    Što se tiče drugog dijela pitanja: ovisno o valnoj duljini, dakle o energiji zračenja, mogući su razni mehanizmi pomoću kojih tijelo emitira to zračenje. Navest ću samo neke, od najveće prema manjoj energiji emitiranog fotona: sudarom subatomskih čestica (elektrona, protona, neutrona, mezona, kvarkova ...), prelasci jezgara atoma iz viših u niža stanja, prelasci elektrona u atomima i/ili molekulama iz viših u niža stanja, titranja kristalne rešetke ... Svi ti procesi uključuju stvaranje kvanta elektromagnetskog zračenja, energije koja je jednaka upravo razlici energija početnog i krajnjeg stanja sistema koji vrši prelaz.

    Nadam se da sam uspio barem djelomično odgovoriti na tvoje pitanje. Ako možeš preciznije postaviti pitanje, možda ću na njega moći i bolje odgovoriti.


    Odgovorio:
    mr.sc.M.Basletić, PMF