Номер 6, страница 169 - гдз по физике 11 класс учебник Жилко, Маркович

6. В чем заключается гипотеза Планка?

Решение

Гипотеза Планка, выдвинутая немецким физиком Максом Планком в 1900 году, стала революционным шагом в физике и положила начало квантовой теории. Она была предложена для решения проблемы, известной как «ультрафиолетовая катастрофа», которая возникала при описании излучения абсолютно черного тела с помощью законов классической физики.

Суть гипотезы заключается в том, что электромагнитное излучение (свет, тепловое излучение и т.д.) испускается и поглощается не непрерывно, а дискретными порциями, которые Планк назвал квантами. Энергия каждого такого кванта строго пропорциональна частоте излучения.

Это фундаментальное предположение выражается математической формулой:

$E = h\nu$

где:

• $E$ – это энергия одного кванта (для света такой квант позже назвали фотоном), измеряемая в джоулях (Дж).
• $\nu$ (греческая буква «ню») – это частота электромагнитного излучения, измеряемая в герцах (Гц).
• $h$ – это фундаментальная физическая константа, названная постоянной Планка. Ее значение составляет приблизительно $h \approx 6.626 \times 10^{-34} \text{ Дж}\cdot\text{с}$.

Таким образом, согласно гипотезе Планка, атомы вещества (которые можно представить как осцилляторы) могут излучать или поглощать энергию только порциями, кратными величине $h\nu$. Они не могут обмениваться энергией в произвольных, сколь угодно малых количествах, как это предполагалось в классической физике. Это ограничение привело к тому, что для излучения с очень высокой частотой (например, в ультрафиолетовой области спектра) требуется очень большая порция энергии, и вероятность такого события при невысоких температурах мала. Это позволило точно описать спектр излучения абсолютно черного тела и разрешить «ультрафиолетовую катастрофу».

Введение Планком идеи квантования энергии было радикальным отходом от классических представлений и заложило основы для развития всей квантовой механики, которая успешно объяснила множество других явлений, таких как фотоэффект и строение атома.

Ответ: Гипотеза Планка заключается в том, что атомы испускают и поглощают электромагнитную энергию не непрерывно, а отдельными дискретными порциями — квантами. Энергия $E$ каждого кванта пропорциональна частоте излучения $\nu$ и определяется формулой $E = h\nu$, где $h$ — постоянная Планка.