Kuantisasi energi adalah pembentukan energi energi diskrit. Kuantisasi energi berarti memperbaiki nilai-nilai energi yang dapat diambil oleh benda apa pun. Ini berarti mendistribusikan energi ke dalam paket yang lebih kecil di mana setiap paket disebut kuantum. Dengan teori kuantum papan: E = nhv yaitu E hanya dapat mengambil nilai-nilai yang merupakan kelipatan integral dari hv. Ini berarti bahwa energi terkuantisasi.

Teori gelombang elektromagnetik dengan jelas menjelaskan sifat optik cahaya, namun demikian, teori ini tidak dapat menjelaskan secara wajar sifat radiasi yang dipancarkan oleh benda padat yang panas, radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam, atau interaksi yang diberikan cahaya dengan materi yang dihasilkan dalam efek fotolistrik.

Radiasi benda hitam:

Ketika kita memanaskan benda padat, seperti sepotong besi, ia memancarkan radiasi elektromagnetik dari semua jenis panjang gelombang, karena eksitasi termal yang menjadi sasaran berbagai atom. Panjang gelombang yang sesuai dengan radiasi terbesar atau paling kuat yang dipancarkan, diwakili oleh λmax, dan tergantung pada suhu di mana benda berada, sesuai dengan hukum Wien:

λmax T = konstan

Ketika suhu tidak terlalu tinggi, padatan memancarkan terutama radiasi inframerah, yaitu panas; Namun, jika kita menaikkan suhunya hingga mencapai sekitar 1000ºC, itu terlihat berpijar, cerah dengan karakteristik cahaya merah, karena semua jenis radiasi yang terlihat, jenis ini tidak diragukan lagi yang paling kuat.

Untuk menjelaskan penempatan yang mengikuti frekuensi radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam, ilmuwan Jerman Max Planck, pada tahun 1900, mengembangkan hipotesis yang menyebutkan bahwa atom yang berosilasi dengan frekuensi yang sama dalam suatu Jenis benda ini, yaitu, benda hitam, mengubah energi di antara mereka dalam bentuk radiasi elektromagnetik dalam jumlah yang sangat kecil, dalam hal apa pun kelipatan hν. Ini berarti bahwa energi yang telah diperoleh, atau telah ditransfer, akan ditemukan sebagai 0,1hν , 2hν , 3hν , 4hν, dll., Yang menjelaskan bahwa energi itu diukur, biasanya:

ΔE = nhν;

di mana ν mengacu pada frekuensi radiasi yang dipancarkan, yang bertepatan dengan frekuensi osilasi; h adalah konstanta proporsionalitas yang lebih dikenal sebagai konstanta Planck, yang memiliki nilai 6,626.10 ^ -34 Js, dan sebagai, selalu merupakan bilangan bulat, yang dapat 0,1,2,3 … .

Peningkatan energi terkecil pada frekuensi konkret yang diberikan, hν, diberi nama kuantum energi.

Efek fotolistrik:

Pada tahun 1905, ilmuwan Jerman Albert Einstein, berdasarkan pada hipotesis yang dikembangkan Max Planck, berhasil menjelaskan efek fotolistrik, dan menyimpulkan bahwa dengan cara yang sama materi tidak kontinu dan dibentuk oleh atom, energi Itu juga tidak berkelanjutan, dan terdiri dari berapa banyak.

Untuk dapat memahami efek fotolistrik, Einstein mengatakan bahwa radiasi yang jatuh (cahaya), terdiri dari sejumlah kecil unit energi, yang dikenal sebagai kuanta energi cahaya, juga dikenal sebagai foton:

E foton = hν

Ketika foton yang memiliki frekuensi ν, mengenai permukaan logam merambat energinya ke elektron logam tersebut. Bagian tertentu dari energi ini (Eº) digunakan untuk mengatasi gaya tarik yang ada antara elektron dan logam, atau apa yang sama, untuk menghilangkan elektron dari permukaan logam. Sisa energi total yang tersisa digunakan untuk meningkatkan energi kinetik elektron yang telah dipancarkan.

Mengikuti prinsip kekekalan energi, kesetaraan berikut akan mengikuti:

hν = Eº + 1/2 mν ^ 2;

di mana Eº mengacu pada energi minimum yang harus dimiliki foton untuk melepaskan elektron. Energi ini sama dengan hν0, di mana ν0 adalah frekuensi ambang, atau apa yang sama, frekuensi minimum cahaya yang mampu menyebabkan efek fotolistrik.

Nilai ν0 adalah karakteristik untuk masing-masing logam.

Ringkasan

Untuk menjelaskan radiasi benda hitam, fisikawan Jerman Max Planck mengusulkan bahwa setiap partikel yang membentuk materi berperilaku sebagai osilator harmonik dari frekuensi osilasi yang diberikan. Planck menyatakan bahwa energi yang dipancarkan atau diserap oleh atom terdiri dari paket kecil atau kuanta energi. Kuanta atau foton energi pancaran ini sangat kecil sehingga cahaya yang menurut kita kontinu secara analog dengan apa yang terjadi dengan materi, tetapi keduanya benar-benar terputus-putus.