శక్తి క్వాంటాలు భౌతిక ప్రక్రియలలో మార్పిడి చేయని లేదా వినిమయం చేయని శక్తి యొక్క చిన్న యూనిట్లు. వాటిని క్వాంటం భౌతికశాస్త్రంలో ప్రధానమైన భాగాలుగా భావిస్తారు, ఇది ఉపప్రమాణ మధ్య బహుళ పదార్థాల మరియు శక్తి యొక్క ఆచరణను వివరిస్తుంది. శక్తి క్వాంటాలను క్వాంటాలు, క్వాంటం లేదా శక్తి ప్యాకెట్లు అని కూడా పిలుస్తారు.

క్వాంటం భౌతికశాస్త్రం 20వ శతాబ్దంలో నూతన భౌతికశాస్త్ర శాఖగా రండించింది, ఇది న్యూటన్ మరియు మాక్స్వెల్ యొక్క ప్రాచీన భౌతికశాస్త్రానికి చట్టం చేసింది. ప్రాచీన భౌతికశాస్త్రం కొన్ని ప్రభావాలను, ఉదాహరణకు, ఉష్ణోగ్రతల నుండి ప్రకాశం విడుదల చేయడం, పరమాణువుల నిలికించాలను, మరియు ప్రకాశ విభజన రేఖల అనుసరణ ప్రకారం వివిధ ప్రమాణాలను వివరించలేదు. క్వాంటం భౌతికశాస్త్రం క్వాంటైజేషన్ యొక్క భావాన్ని చేర్చింది, ఇది కొన్ని భౌతిక లక్షణాలు వివిధ విలువలను తీసుకువచ్చేందుకు కాదు, కానీ క్రమంలో గుర్తించాలనుకుంది.

ఈ రచనలో, శక్తి క్వాంటాల ఉత్పత్తి మరియు ప్రాముఖ్యత గురించి విచారించాలనుకుంది, మరియు వాటి ప్రకాశం, పరమాణువులు, మరియు వికిరణానికి ఎలా సంబంధం ఉందో చూస్తాము.

ప్రాచీన భౌతికశాస్త్రంలోని ఫెయిల్యూర్

ప్రాచీన భౌతికశాస్త్రం తో ప్రాప్తి చేసిన ఒక సమస్య పరమాణువుల నిర్మాణం మరియు ఆచరణను వివరించడం. ప్రాచీన భౌతికశాస్త్రం ప్రకారం, పరమాణువు ప్రజేక్షణం ఉండే ప్రతి పోలు ప్లానెట్ల వంటివి పరిపథంలో చుట్టుముండు ప్రదక్షణం చేసే ఋణాత్మక ప్రశ్రవణ యొక్క ఎలక్ట్రాన్లను కేంద్రీభూతం చేస్తుంది. ఈ ప్రదక్షణంలో ఎలక్ట్రాన్లను కేంద్రంకు ప్రవాహించే కులంబ్ శక్తి, మరియు వాటిని దూరం చేయడం కోసం సెంట్రిఫ్యుగల్ శక్తి యొక్క సమాంతరంగా ఉంటుంది.

కానీ, ఈ మోడల్ ప్రధాన దోషం ఉంది: ప్రాచీన ప్రమాణాంక సిద్ధాంతం ప్రకారం, ప్రస్పందించిన ప్రశ్రవణ యొక్క పార్టికల్ ప్రమాణాంక వికిరణం విడుదల చేస్తుంది. ఇది అర్థం చేస్తుంది కానీ ప్రదక్షణ చేసే ఎలక్ట్రాన్ శక్తిని గుంటుంది మరియు కేంద్రంలో ప్రవాహించుకుంటుంది, ఇది పరమాణువులను అస్థిరం చేస్తుంది మరియు ప్రసరించుకుంటుంది. ఈ వాటి నిజంలో జరుగుతుంది, కాబట్టి ప్రాచీన భౌతికశాస్త్రం పరమాణువుల నిలికించాలనుకోలేదు.

ప్రాచీన భౌతికశాస్త్రం తో ప్రాప్తి చేసిన మరొక సమస్య ఉష్ణోగ్రతల నుండి ప్రకాశం విడుదల చేయడం, ఇది బ్లాక్ బాడీ వికిరణంగా పిలుస్తారు. ప్రాచీన భౌతికశాస్త్రం ప్రకారం, బ్లాక్ బాడీ అనేది ఎల్లప్పుడూ వచ్చే వికిరణాన్ని అందించే మరియు ఆవర్తనాల ప్రకారం వికిరణాన్ని విడుదల చేసే ఆదర్శ వస్తువు. విడుదల చేసే వికిరణం ఆవర్తనానికి ప్రకారం నిరంతరం పెరిగినది, రెయిలేయ్ మరియు జీన్స్ ద్వారా ప్రాప్తి చేయబడిన ఫార్ములా ప్రకారం.

కానీ, ఈ ఫార్ములా ఉచ్చ ఆవర్తనాలు ఉన్నప్పుడు బ్లాక్ బాడీ అనంతంగా శక్తిని విడుదల చేస్తుందని భావించింది, ఇది ప్రయోగాత్మక పరిశోధనలతో వ్యతిరేకం. ఈ పర్యాప్తం యువ్ వైపు ప్రకాశ వికిరణం కంటే ఎక్కువ ఉంటుందని భావించిన పర్యాప్తంగా పిలుస్తారు.

ప్రాచీన భౌతికశాస్త్రం ఈ ప్రభావాలను వివరించలేదు, ఎందుకంటే ఇది శక్తిని ఏ ఆవర్తనం లేదా తరంగాంకం ఉన్నప్పటికీ ఏ పరిమాణంలోనైనా మార్పిడి చేయగలదని ఊహించింది. కానీ, క్వాంటం భౌతికశాస్త్రం శక్తి క్వాంటాల భావాన్ని చేర్చినప్పుడు ఈ ఊహ తప్పుగా ఉందని తెలియింది.

శక్తి క్వాంటాల శోధన

శక్తి క్వాంటాల భావాన్ని మ౅క్స్ ప్లాన్క్ 1900లో బ్లాక్ బాడీ వికిరణం యొక్క అధ్యయనంలో మొదటించారు. యువ్ వైపు పర్యాప్తాన్ని పరిష్కరించడం కోసం, అతను శక్తిని నిరంతరం కాకుండా వివిధ ప్యాకెట్లలో విడుదల చేయాలనుకున్నారు. అతను ఈ ప్యాకెట్లను "క్వాంటాలు" లేదా "శక్తి మూలాంకాలు" అని పిలుస్తారు, మరియు వాటి శక్తిని వాటి ఆవర్తనంతో సంబంధించిన సాధారణ ఫార్ములా ద్వారా సంబంధించారు:

E = hf

ఇక్కడ E క్వాంటం యొక్క శక్తి, f ఆవర్తనం, h ఒక స్థిరం ఇప్పుడు ప్లాన్క్ స్థిరం (6.626 x 10^-34 J s) గా తెలుసు.

ప్లాన్క్ ఫార్ములా అర్థం చేస్తుంది బ్లాక్ బాడీ తప్పు ఉష్ణోగ్రత మరియు ఉచ్చ ఆవర్తనాలు అధిక శక్తి అవసరం ఉంటుందని. ఇది బ్లాక్ బాడీ అనంతంగా యువ్ వైపు వికిరణం విడుదల చేయలేదని వివరిస్తుంది, ఎందుకంటే అది చేయడానికి అనంతంగా శక్తి అవసరం ఉంటుంది.

ప్లాన్క్ ఆలోచన క్వాంటైజేషన్ యొక్క భావాన్ని ప్రస్తావించింది, ఇది శక్తి వివిధ విలువలను తీసుకువచ్చేందుకు కాదు, కానీ ప్లాన్క్ స్థిరం యొక్క గుణకాలు. ఇది ప్రాచీన భౌతికశాస్త్రానికి వ్యతిరేకం, ఇది శక్తిని ఏ విలువనైనా తీసుకువచ్చేందుకు ఊహించింది.

ప్లాన్క్ ఆలోచన 1905లో అల్బర్ట్ ఐన్స్టైన్ ద్వారా మరింత మద్దతు పొందింది, ఇది ప్రాచీన భౌతికశాస్త్రం తో ప్రాప్తి చేసిన మరొక ప్రభావాన్ని వివరించింది: ఫోటోఇలక్ట్రిక్ ప్రభావం.

ఫోటోఇలక్ట్రిక్ ప్రభావం ప్రకాశం యొక్క మీద క్రమంలో ప్రతిఫలితంగా మెటల్ ప్రస్తరం నుండి ఎలక్ట్రాన్లను విడుదల చేయడం. ప్రాచీన భౌతికశాస్త్రం ప్రకారం, విడుదల చేసే ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య మరియు శక్తి ప్రకాశం యొక్క తీవ్రత మరియు తరంగాంకం ప్రకారం విభజించబడుతుంది.

కానీ, ప్రయోగాలు ఈ విధంగా కాదని చూపాయి: బదులుగా, విడుదల చేసే ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య ప్రకాశం యొక్క ఆవర్తనంపై ఆధారపడి ఉంది, మరియు ఎప్పుడైనా కనీస ఆవర్తనం కంటే తక్కువ విడుదల చేయబడను. విడుదల చేసే ఎలక్ట్రాన్ల శక్తి ఆవర్తనం మరియు తీవ్రత పై ఆధారపడి ఉంది: ఉచ్చ ఆవర్తనం అధిక శక్తిని అర్థం చేస్తుంది, తీవ