كوانتوم و نظریه پلانگ

قبل از بیان نظریه كوانتومی واژه كوانتوم و كمیت كوانتومی را معرفی می‌كنیم. همانطور كه می‌دانید در فیزیك یكسری مفهوم و كمیت تعریف شده و بر اساس آنها یكسری قوانین و نظریه تدوین می‌شود. ما در زندگی روزمره با دو نوع كمیت سروكار داریم كمیت‌های پیوسته و كمیت‌های گسسته.

كمیت‌های پیوسته:

كمیت‌هایی هستند كه هر عددی را می‌توان به آن ها نسبت داد، مثل فاصله‌ای كه دو جسم با هم دارند، مسافتی كه یك شخص یا یك ماشین طی می‌كند، سرعت یك جسم. به‌طور مثال مسافتی كه شخص می‌پیماید می‌تواند 2 m ،2/3 m و5/64 m یا هر عدد دیگری باشد.

كمیت‌های گسسته:

كمیت‌هایی هستند كه می‌توانند مقدارهای خاصی را داشته باشند. مثل تعداد شهرهای یك كشور، تعداد موهای سر شما، تعداد افراد یك شهر و مثال‌هایی از این قبیل كه فقط می‌توان عددهای صحیح به آنها اختصاص داد. به‌طور مثال عدد 5/32 برای بیان تعداد دانش آموزان یك كلاس بی معنی است. همچنین تعداد صندلی‌های موجود در یك كاروان از اتوبوس مضرب صحیحی از تعداد اتوبوس‌ها است. به‌طور مثال اگر هر اتوبوس40 صندلی داشته باشد تعداد صندلی‌های موجود در یك كاروان می‌تواند40، 80 و هر مضرب درستی از عدد 40 باشد.

در فیزیك كمیت‌های گسسته را كمیت‌های كوانتومی می‌نامند.

بنابراین كمیت‌های كوانتومی مضرب درستی از یك مقدار پایه هستند كه به آن مقدار پایه یك كوانتوم می‌گویند. همانند بار الكتریكی كه یك كمیت كوانتومی است و كوانتوم آن، بار الكترون است.

همانطور كه قبلاً گفته شد در اواخر قرن نوزدهم پدیده‌هایی مورد مطالعه قرار گرفتند كه با فیزیك كلاسیك توجیه پذیر نبود. پلانگ در سال 1900 میلادی برای توجیه نتیجه‌های تجربی تابش، نظریه كوانتومی خود كه بر فرضیه زیر استوار بود بیان كرد:

انرژی تابش جسم، كوانتومی است.

یعنی انرژی كه یك جسم به‌صورت امواج الكترومغناطیس گسیل می‌كند نمی‌تواند هر مقداری داشته باشد بلكه مضرب درستی از یك مقدار پایه است. طبق محاسبات پلانگ، برای موج الكترومغناطیسی با بسامداین مقدار پایه متناسب با بسامداست: