با تكامل علم فيزيك بعضي نظريه‌ها و قوانين پيشين، نسبت به پديده‌هايي كه اين نظريه‌ها و قوانين براي آنها پديده‌هاي نوين را به خوبي همان پديده‌هاي قديمي توصيف مي‌كردند، از ميدان به در شدند. تاكنون هر چه راجع به فيزيك مطالعه كرديد مربوط به فيزيك كلاسيك بود و درباره اجسامي كه با اندازه‌هاي معمولي و سرعت‌هاي معمولي حركت مي‌كنند. براي اجسامي كه سرعت آنها نزديك به سرعت نور است، فيزيك كلاسيك جاي خود را به فيزيك نسبيت مي‌دهد و براي اجسامي كه اندازه آنها از مرتبه متر است (يعني از مرتبه اندازه اتم)  فيزيك كوانتومي جانشين فيزيك كلاسيك مي‌شود. به عبارت ديگر به مرز و محدوده مباحث خارج از فيزيك كلاسيك، فيزيك نوين گفته مي‌شود.

شدت تابشي يک جسم برابر است با مقدار کل انرژي موج هاي الکترومغناطيسي که درباره زماني يک ثانيه از واحد سطح آن جسم گسيل مي شود.

هر چه ضريب جذب جسم بالاتر باشد، شدت تابشي آن نيز بالاتر خواهد بود پس جسم سياه داراي بالاترين شدت تابش در هر دمايي است جسم سياه بهترين گسيلنده ي موج هاي الکترومغناطيسي و بهترين جذب کننده ي اين موج هاست. 

تابندگي

مقدار تابش گسيل شده را با کميتي به نام تابندگي مشخص مي کنند. تابندگي يک جسم در هر طول موج برابر است با مقدار انرژي موج هاي الکترومغناطيسي با طول موج هاي بين  و  که در واحد زمان از واحد سطح جسم گسيل مي شود.

هر چه دماي جسم سياه بيشتر باشد، تابندگي جسم سياه بيشتر خواهد بود. هر چه بسامد موج گسيل شده بشتر باشد، تابندگي بيشتر خواهد بود. هر چه طول موج موج گسيل شده بيشتر باشد تابندگي کمتر خواهد بود.

ناتواني فيزيکي کلاسيک در توجيه نظري تابش جسم:

به منحني هاي زير توجه کنيد:

يکي از ناسازگاري هاي بين نتايج محاسبات مبتني بر فيزيک کلاسيک و نتيجه هاي تجربي، آن است که محاسبه هاي کلاسيکي پيش بيني مي کنند که مقدار انرژي تابشي گسيل شده با طول موج بسيار کوتاه بايد نامتناهي باشد. اما همانطور که در نمودار تجربي مي بينيد مقدار اين انرژي بسيار کوچک است.

نظريه ي پلانک درباره تابش بر اين فرض استوار بود که «انرژي تابشي جسم کوانتوامي است».

تعريف کميت کوانتوامي

کميت هاي گسسته کميت هايي هستند که فقط مي توانند مقادير خاصي را اختيار کنند. در فيزيک به اين کميت ها «کميت هاي کوانتوامي» مي گويند. کميت کوانتوامي فقط مي تواند مضرب درستي از يک مقدار پايه ي مشخص را اختيار کند. کمتري مقدار يک کميت کوانتوامي را مقدار پايه يا «کوانتوم» آن کميت مي نامند. 

تئوري تابش پلانك

طبق اين نظريه، ميزان انرژي تابشي از يك جسم به صورت كوانتاهايي از انرژي است. يعني اين تابش در فركانس توسط بسته‌هايي از انرژي كه مقدار انرژي هر بستهاست، انجام مي‌پذيرد.h در اين رابطه ثابت پلانك ناميده مي‌شود و مقدار آن است. كل انرژي تابشي از يك جسم به صورت تعريف مي‌شود كه در آن يك عدد صحيح و معرف تعداد بسته‌هاي انرژي ساطع شده از جسم است و عدد كوانتومي خوانده مي‌شود. به هر يك از اين بسته‌هاي انرژي يك فوتون مي‌گويند.

مثال: انرژي فوتون بنفش را نسبت به انرژي فوتون قرمز مقايسه كنيد. (بسامد نور بنفش حدوداً 1016Hz و بسامد نور قرمز حدوداً  1014Hz  است.)

پاسخ: با توجه به اينكه انرژي فوتون با بسامد، نسبت مستقيم دارد پس فوتون بنفش كه داراي بسامد بزرگتري است داراي انرژي بيشتري نيز مي‌باشد.

در رابطه انرژي پلانك اگر ثابت پلانك بر حسب ژول- ثانيه و فركانس بر حسب باشد، آنگاه انرژي بر حسب ژول (J)بدست مي‌آيد. از آنجا كه ژول واحد بزرگي براي انرژي است لذا معمولاً از يكاي ديگري به نام الكترون ولت (eV) استفاده مي‌شود.

الكترون ولت: يك الكترون ولت مقدار انرژيي است كه بايد به يك الكترون تحت ميدان الكتريكي يك ولت داده شود تا الكترون از صفحه با پتانسيل بيشتر به طرف صفحه با پتانسيل كمتر حركت كند.

ار آنجا كه و بار الكتريكي الكتروناست، پس انرژي لازم براي به حركت درآوردن يك الكترون در ولتاژ يك ولت به اين طريق محاسبه مي‌شود:

يك ژول هم مقدار انرژيي است كه بايد به يك كولن بار الكتريكي تحت ولتاژ يك ولت داده شود تا اين مقدار بار الكتريكي بتواند بين دو صفحه با اختلاف پتانسيل يك ولت حركت كند.

نكته: از آنجاييكه رابطه بسامد و طول موج به صورت است ارتباط انرژي موج بر حسب طول موج آن از رابطه زير بدست مي‌آيد:

نكته: از آنجاييكه رابطه توان و انرژي به صورت است. توان يك موج الكترومغناطيسي كه شامل n فوتون است، از رابطه روبرو بدست مي‌آيد: يا

مثال: تعداد فوتونهايي كه در يك دقيقه از يك لامپ قرمز 660 واتي گسيل مي‌شود، چقدر است؟ (طول موج نور قرمز  است.) پاسخ:

 منبعاین بخش:شبکه  آموزش سیما وآموزش تعاملی فیزیک و سایت آفتابگردان