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A equação de Planck

E = hf

 Tradução automática  Tradução automática Actualização 03 de abril de 2023

A equação de Planck (1900), em homenagem ao físico alemão Max Planck (1858-1947), é uma fórmula que descreve a relação entre a energia de um fóton e a frequência da luz correspondente.
Essa equação foi desenvolvida pelo físico para explicar a distribuição espectral da radiação do corpo negro que era um enigma na época.
De fato, quando se calcula a densidade espectral da energia irradiada por um corpo negro a uma dada temperatura com a teoria clássica do eletromagnetismo, não se obtém a distribuição real da energia observada para os corpos negros.
A teoria clássica do eletromagnetismo supunha que a energia era contínua, ou seja, as ondas eletromagnéticas poderiam ter qualquer energia.
Para resolver este enigma, Planck levanta a hipótese de que a energia não é trocada continuamente, mas em pequenos "pacotes" discretos que ele chama de "quanta". Essa suposição significava que a energia eletromagnética não poderia assumir nenhum valor, mas apenas múltiplos de uma certa energia básica igual à frequência multiplicada por uma constante.
Esta equação é hoje um dos pilares da física quântica e é expressa da seguinte forma:
E = hf onde E representa a energia do fóton, f a freqüência da luz eh a constante de Planck que tem um valor de 6,626 x 10^-34 joule-segundo.
Isso significa que a energia E de um fóton eletromagnético é diretamente proporcional à sua frequência ν, e que a constante de proporcionalidade é a constante de Planck h. Essa relação é conhecida hoje como a equação de Planck-Einstein.

 

Para que serve E=hf?
Essa equação teve implicações importantes para a compreensão da natureza da luz, que na época era considerada apenas uma onda eletromagnética.
A equação de Planck levou ao desenvolvimento da mecânica quântica, que é o ramo da física que estuda as propriedades e o comportamento das partículas subatômicas.
A constante h de Planck, que relaciona a energia dos fótons com sua frequência, é uma constante fundamental da física quântica porque é usada para quantificar a energia associada às interações eletromagnéticas e a todos os processos quânticos.
Desempenha um papel importante na compreensão de muitos fenômenos, como dualidade onda-partícula, emissão e absorção de fótons, energias de transição quântica em átomos e moléculas, condutividade elétrica de sólidos, produção de radiação eletromagnética em aceleradores de partículas, compreensão da formação estelar, etc. .
É usado em muitos campos tecnológicos, especialmente para o estudo da espectroscopia, o projeto de semicondutores, a produção de lasers, o projeto de células solares, etc.
A constante de Planck é encontrada em muitas equações da física quântica, principalmente na equação de Schrödinger, que descreve a evolução temporal dos estados quânticos de um sistema. Mas também na relação de incerteza de Heisenberg, que afirma que há um limite fundamental para a precisão com que é possível medir simultaneamente a posição e o momento de uma partícula.

 A equação de Planck

Imagem: E=hf ⇒ E=h c/λ ⇒ λ=hc/E
h = 6,626 x 10^-34 joule-segundo

N.B.: joules-segundos (Js) são unidades de ação e momento angular que representam massas (em kg) multiplicadas por uma velocidade (em m/s) multiplicada por uma posição.

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