RA FA E L A U G U S T O AV E L L A P E Ñ A 2 8 5 8 1 5

RADIACIÓN DEL CUERPO NEGRO- MODELOS CUÁNTICO 1900 -

DEFINICIÓN

• Los modelos cuánticos de 1900, tienen una relación intrínseca con el desarrollo de la química cuántica que data desde el descubrimiento de los rayos catódicos por Faraday, seguido por el cuerpo negro de Kirchhoff y la discretización de la energía de Boltzmann, estos científicos trazarían el camino para varios modelos, entre ellos el modelo de Planck.

MODELOS CUÁNTICOS

• A fines del siglo XIX fue posible medir la radiación de un cuerpo negro con mucha precisión. La intensidad de esta radiación puede en principio ser calculada utilizando las leyes del electromagnetismo. El problema de principios del siglo XX consistía en que si bien el espectro teórico y los resultados experimentales coincidían para bajas frecuencias (infrarrojo), estos diferían radicalmente a altas frecuencias. Este problema era conocido con el provocativo nombre de “la catástrofe ultravioleta”, ya que la predicción teórica diverge a infinito en ese límite.

MODELOS CUANTICOS

• Quien logró explicar este fenómeno fue Max Planck, en 1900, que debió para ello sacrificar los conceptos básicos de la concepción ondulatoria de la radiación electromagnética.

• Para resolver la catástrofe era necesario aceptar que la radiación no es emitida de manera continua sino en cuantos de energía discreta, a los que llamamos fotones.

• La energía de estos fotones es:

MODELOS CUÁNTICOS

• Para el caso del cuerpo negro, Planck establece un modelo de intercambio de cuantos de energía electromagnética definido por:

donde:

I (f,T) es la energía por unidad de tiempo (o la potencia), por unidad de área de la superficie que emite en la dirección normal, por unidad de ángulo sólido, y por unidad de frecuencia, radiada por un cuerpo negro a la temperatura T; h es la constante de Planck;c es la velocidad de la luz en el vacío;k es la constante de Boltzmann;f es la frecuencia de la radiación electromagnética yT es la temperatura del cuerpo en Kelvin.

SIMULACION

Espectro de cuerpo negro a varias temperaturas disponible en:https://www.youtube.com/watch?v=GDAb7ZMGXCI

BIBLIOGRAFÍA

• http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Planck

• https://www.youtube.com/watch?v=GDAb7ZMGXCI