Номер 1, страница 164 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 45. Фотоэффект. Глава 6. Квантовая теория электромагнитного излучения и вещества - номер 1, страница 164.

В О П Р О С Ы

1. В чём состоит идея квантовой гипотезы Планка?

В чём состоит идея квантовой гипотезы Планка?

Идея квантовой гипотезы была выдвинута немецким физиком Максом Планком в 1900 году для решения проблемы теплового излучения абсолютно чёрного тела. Классическая физика не могла корректно описать спектр этого излучения, что приводило к так называемой «ультрафиолетовой катастрофе» — предсказанию бесконечно большой мощности излучения на коротких волнах, что противоречило экспериментальным данным.

Чтобы разрешить это противоречие, Планк выдвинул революционное предположение, которое и составляет суть его гипотезы:

Атомы вещества (которые Планк рассматривал как гармонические осцилляторы) излучают и поглощают электромагнитную энергию не непрерывно, а дискретными порциями, которые он назвал квантами.

Энергия одного такого кванта ($E$) не может быть произвольной, а строго пропорциональна частоте ($ν$) электромагнитной волны. Эта фундаментальная зависимость выражается формулой Планка:

$E = hν$

где $h$ — это новая фундаментальная константа, названная постоянной Планка. Её современное значение составляет приблизительно $6.626 \times 10^{-34}$ Дж·с.

Таким образом, согласно гипотезе Планка, энергия может быть излучена или поглощена только в виде целого числа квантов, то есть её величина может быть равна $hν, 2hν, 3hν$ и так далее, но не может принимать промежуточных значений (например, $1.5hν$). Этот принцип дискретности, или квантования, энергии стал краеугольным камнем новой физики — квантовой механики.

Гипотеза Планка позволила ему вывести теоретическую формулу для спектра излучения абсолютно чёрного тела, которая идеально совпала с экспериментальными результатами во всём диапазоне частот.

Ответ: Основная идея квантовой гипотезы Планка состоит в том, что электромагнитная энергия излучается и поглощается не непрерывным потоком, а отдельными дискретными порциями — квантами. Энергия каждого кванта прямо пропорциональна частоте излучения и определяется формулой $E = hν$, где $h$ — постоянная Планка.