Profesor Jaime Villalobos Velasco Departamento de Física Universidad Nacional de Colombia Juan Guillermo Palacio Cano Mar 7 2016 ______________________________________________.

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1 Profesor Jaime Villalobos Velasco Departamento de Física Universidad Nacional de Colombia Juan Guillermo Palacio Cano Mar 7 2016 ______________________________________________

2 PREGUNTA 1 Qué entiende por el término Radiación del Cuerpo Negro, RCN? G1E26Juan La Radiación de cuerpo negro se refiere al fenómeno que ocurre en un objeto ideal (cuerpo negro) capaz de absorber radiación externa y, por otro lado, de irradiar energía propia. Se consideró, en una primera instancia, para el estudio de la irradiación de cuerpos calientes ya que el estudio de la radiación del cuerpo caliente era el foco de la comunidad científica en el momento. Cabe decir que estos cuerpos absorben o emiten totalmente la radiación que les llega, manteniéndose en equilibrio térmico.

3 PREGUNTA 2 Cuáles fueron las principales teorías, y protagonistas, que explicaron el fenómeno de la RCN en el siglo XIX? G1E26Juan La Radiación de cuerpo negro fue el fenómeno de mayor interés en la comunidad científica por más de un siglo, tiempo durante el cual se perfeccionó una teoría que explicara exitosamente el fenómeno de la RCN. Las principales teorías, con sus respectivos protagonistas, fueron: Ley de Stefan-Bolztman: formula una relación proporcional entre la energía total por unidad de área y tiempo, y la cuarta potencia de la temperatura absoluta. Ley de desplazamiento de Wien: establece que la frecuencia a la que ocurre la intensidad máxima de la radiación es directamente proporcional a la temperatura absoluta. Funciona bien a altas frecuencias

4 PREGUNTA 2 Cuáles fueron las principales teorías, y protagonistas, que explicaron el fenómeno de la RCN en el siglo XIX? G1E26Juan Ley de Wien: formula una relación de la densidad de energía con la frecuencia y la temperatura absoluta. Funciona muy bien a altas frecuencias, a bajas la curva se deforma. Ley de Rayleigh-Jeans: describe la relación espectral de la radicación electromagnética de todas las longitudes de onda de un cuerpo negro. Haciendo uso de las leyes de Maxwell y la teoría de Bolztman, llegan a la expresión, que funciona bien a bajas frecuencias, en altas frecuencias se aleja demasiado, fenómeno llamado Desastre Ultravioleta.

5 PREGUNTA 2 Cuáles fueron las principales teorías, y protagonistas, que explicaron el fenómeno de la RCN en el siglo XIX? G1E26Juan Ley de Planck: o modelo cuántico, se basa en la existencia de partículas que oscilan (átomos), esta teoría reúne partes tanto de la Ley de Wien como de Stefan-Bolztman. Cabe decir que se basa en el poder emisivo de los cuerpos o cantidad de energía radiante por unidad de superficie y tiempo.

6 PREGUNTA 3: Una superficie metálica de 10 cm 2 de área, se encuentra a una temperatura de 2500 K y emite durante un minuto una energía térmica de 4 10 4 J. Encuentre: a) Qué Ley aplica para resolver este problema? b) la energía emitida por la superficie si fuera un cuerpo negro. c) la razón de la Radiancia de esta superficie a la de un cuerpo negro de igual área y a la misma temperatura G1E26Juan

7 PREGUNTA 4: Por qué se le denomina Catástrofe UV al modelo de Raleigh-Jeans? G1E2Juan Se le denomina Catástrofe o Desastre UltraVioleta debido a que para frecuencias altas la curva experimental no coincide en absoluto con lo que establece el modelo, es decir en el rango del Ultravioleta el modelo es un total desastre.

8 Qué es la ionosfera Cómo se origina, cómo se estudia, qué se mide, … La Ionosfera consiste en la parte superior de la atmósfera, entre los 100 y 500 km de altura, y en la que ocurren varios procesos de ionización y formación de electrones libres. Al poseer plasma se generan en ella propiedades muy interesantes. Se origina debido a la permanente ionización en la que se encuentra la parte superior de la atmósfera debido a la incidencia foto ionizante de la luz solar. También suele ser llamada termosfera por las grandes temperaturas que se dan en ella. También se debe tener en cuenta que dentro de ella la densidad de los gases es mucho más baja, permitiendo que los electrones se muevan libremente, haciéndola ideal para conducir electricidad y ondas de radio.

9 Qué es la ionosfera Partes de la Ionosfera: la ionosfera está compuesta por varias capas, representadas por letras. Las capas D (60 a 90km) y E (105 a 160km) son idóneas para transmitir ondas de radio de baja frecuencia, y las capas F1 (160 a 180km) y F2 (300km máximo) para altas frecuencias. Cabe mencionar que la capa D y F1 desaparecen por la noche mientras que E y F2 pierden intensidad. El estudio de la ionosfera se realiza aprovechando el efecto fuente y la anomalía ecuatorial, esto corresponde a que el cuando el plasma sube, y por efecto de la presión y del campo magnético se bifurca y cae a ambos lados de la tierra (como una fuente), recibiendo los países del ecuador geográfico (como Colombia) la mayor densidad. Aunque solo es posible en lugares no rodeados por mar. La medición del plasma recibido se realiza con receptores LISN GPS, VIPIRs o magnemómetros y satélites como GOE42. Se puede hacer un estudio eficiente mandando onda electromagnéticas hacia la ionosfera con el propósito de que reboten contra ella.