-
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
|