Sergio Mendivelso Física moderna 2016-I. RADIACIÓN DE CUERPO NEGRO Cuerpo negro: es aquel que absorbe toda la radiación que le llega a todas las longitudes.

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1 Sergio Mendivelso Física moderna 2016-I

2 RADIACIÓN DE CUERPO NEGRO Cuerpo negro: es aquel que absorbe toda la radiación que le llega a todas las longitudes de onda y la radiación que el emite es solo función de la temperatura y de la frecuencia de la onda. No existe ningún objeto con tales características, es decir, es una idealización como lo es un gas ideal. Sin embargo sí existen cuerpos que se aproximan a la definición del cuerpo negro.

3 PRINCIPALES MODELOS DE LA RCN Modelo de Stefan & Boltzmann: 1884 Modelo de Wien: 1896 Modelo de Rayleigh & Jeans: 1905 Modelo de Planck: 1900

4 MODELO DE STEFAN (AUSTRIACO)& BOLTZMANN (AUSTRIACO) La energía total radiada por un cuerpo negro por unidad de superficie y por unidad de tiempo (intensidad) es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura absoluta. E total = σ T 4 Donde σ es la constante de Stefan-Boltzmann y vale 5,67 10 -8 W/m 2 K 4 La ley es muy precisa sólo para objetos negros ideales, los radiadores perfectos, llamados cuerpos negros; funciona como una buena aproximación para la mayoría de los cuerpos grises.

5 MODELO DE WIEN. Propuesto por Wilhelm Wien (Alemán) en 1896. Dice cómo cambia el color de la radiación cuando varía la temperatura de la fuente emisora, y ayuda a entender cómo varían los colores aparentes de los cuerpos negros. Los objetos con una mayor temperatura emiten la mayoría de su radiación en longitudes de onda más cortas; por lo tanto parecerán ser más azules. Los objetos con menor temperatura emiten la mayoría de su radiación en longitudes de onda más largas; por lo tanto parecerán ser más rojos. Además, en cualquiera de las longitudes de onda, el objeto más caliente irradia más (es más luminoso) que el de menor temperatura.

6 MODELO DE RAYLEIGH & JEANS La ley es derivada de argumentos de la física clásica intenta describir la radiación espectral de la radiación electromagnética de todas las longitudes de onda de un cuerpo negro a una temperatura dada. En términos de la frecuencia ν, la radiación es: Donde c es la velocidad de la luz. K es la constante de Boltzmann: 1,3806488(13)×10 − 23 J/K T es la temperatura absoluta.

7 MODELO DE PLANCK Describe la radiación electromagnética emitida por un cuerpo negro en equilibrio térmico en una temperatura definida. Se trata de un resultado pionero de la física moderna y la teoría cuántica La intensidad de la radiación emitida por un cuerpo negro (o radiancia espectral) con una cierta temperatura T y frecuencia ν. Donde h es la constante de Planck: 6.62606957(29) ×10 -34 J*s

8 DÓNDE RADICA EL ÉXITO DEL MODELO DE WIEN? Es muy bueno para predecir comportamientos a altas frecuencias

9 POR QUÉ SE LE LLAMA CATÁSTROFE UV AL MODELO DE RAYLEIGH & JEANS? Se le llama a si al hecho de que no se puede modelar la densidad de energía en función de la frecuencia en la región de los rayos ultra violeta.

10 CONCLUSIÓN ACERCA DE LAS ONDAS ELECTRO MAGNÉTICAS Como resultado de los diferentes modelos y sus respectivas correcciones, Planck propuso que las ondas que componen el espectro electro magnético son provocadas por un oscilador. Donde un oscilador es un sistema capaz de crear perturbaciones o cambios periódicos o cuasi periódicos las cuales crean por ejemplo las ondas de radio, microondas, infrarrojo, luz visible, rayos X, rayos gamma o yayos cósmicos.

11 FISIÓN NUCLEAR La fisión ocurre cuando un núcleo pesado se divide en dos o más núcleos pequeños, además de algunos subproductos como neutrones libre, fotones(generalmente rayos gamma) y otros fragmentos del núcleo como partículas alfa (núcleos de helio) y beta (electrones y positrones de alta energía).

12 FUSIÓN NUCLEAR Fusión nuclear: proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen y forman un núcleo más pesado. Simultáneamente se libera o absorbe una cantidad enorme de energía, que permite a la materia entrar en un estado plasmático.