نظرية الكم للضوء Quantum Theory of Light
- في نهاية القرن السابع عشر توصل الـعـالـم نـيـوتن ( Newton ) إلى ان الضـوء مكون من جسيمات كروية دقيقة تتحرك بسرعة كبيرة.
- اقترح العالم هیونز (Hugyens) أن الضوء يتكون من موجات.
- بعد إجراء تجربة ( ظاهرة إشعاع الجسم الأسود ) قـام الـعـالـم بـلائك Plank بتفسيرهذه الظاهرة وتوصل إلى أن الاجسام (الذرات) تشع أو تمتص طاقة بكميات محددة يطلق عليها وحدة الكم أو الكوانتم ( ولذلك يعتبر بلانك مؤسس نظرية الكم) .
- ظاهرة إشعاع الجسم الأسـود: لوحظ عند تسخـيـن جـسـم مـا مـثـل الحـديد أو التنجستن ينبعث اشعاع حراري طبيعته تعتمد على درجة حرارة الجسم المسخن وقد فشلت النظرية الموجية في تفسير هذه الظاهرة.
- فمثلا عندما ينتقل الجسم من مـسـتـوى طاقـة مـعيـن إلـى مـسـتـوى أقل منه فإنه يبعث إشعاع كهرومغناطيسي طاقـتـه تسـاوي الفرق بين طاقة المستويين. وتتناسب هذه الطاقة مع تردد الشعاع المنبعث أو الممتص.
- ومن اقتراح بلانك يمكن ان نتوصل إلى:
(1) أن أي جسم يستطيع إصدار أو امتصاص طاقة ينبغي أن يحوي بداخله على مستويات طاقة محددة.
(2) إن امـتـصـاص أو إصـدار الطاقة لا يتم إلا في حـالـة انـتـقـال الـجـسـم مـن مـسـتـوى طاقـة إلى مستوى أخر ، وهذا يعني وجود جسيمات متذبذبة داخل الأجسام تكون سببا في إصدار أو امتصاص الطاقة . ( وهذه الاجسام هي الإلكترونات )
- وقد توصل بلانك إلى أن الطاقة (E) تتناسب طرديا مع تردد الشعاع الممتص أو المنبعث (ʋ)
تعريف النظرية الكمية للضوء
"الضـوء شكل من أشكال الطاقـة ينبعث على شكل وحـدات تسـمـى فـوتونات لكل فـوتون تردد معين وطاقة معينة تعتمد على تردده."
E = λ . ʋ∆
ʋ = التردد
h = ثابت بلانك ( J.s 6.63 × 10-34 ) ( جول × ثانية = J.s )
E∆ = الفرق في الطاقة بين المستويين ( طاقة الشعاع ) وتساوي (E = Ef - Ei∆) حيث أن : Ei = الطاقة الابتدائية , Ef = الطاقة النهائية
- وبما أن: (E = λ . ʋ∆) فأن:
C : سرعة الضوء وقيمتها 108 × 3 m/s
ʋ : التردد ووحدته هيرتز (Hz) او s-1 .
λ: طول الموجة .