Radiación del cuerpo negro Julie Tatiana Alarcón Villamizar Fundamentos de Física Moderna Profesor Jaime Villalobos

¿Qué es la radiación del cuerpo negro?  La radiación del cuerpo negro hace referencia a la radiación electromagnética sobre un cuerpo, el cual tiene la capacidad de absorber toda esa energía en consecuencia parece negro. Así como la absorbe, también puede emitirla por completo.  Hay que tener en cuenta que la radiación a una longitud de onda dada incidente en el cuerpo negro, no se refleja ni puede pasar a través de él.  La radiación del cuerpo negro solo depende de la temperatura y de la frecuencia de la luz y no de la estructura física o química del cuerpo.

Curva teórica de emisión de un cuerpo negro Sin importar la composición los objetos toman el color rojo a la misma temperatura.

Principales modelos de la RCN Gustav Kirchhoff: Para cualquier cuerpo en equilibrio térmico con la radiación, la potencia emitida es proporcional a la potencia absorbida. Stefan- Boltzmann: La potencia total emitida por unidad de área a todas las frecuencias por un cuerpo sólido es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura.

Principales modelos de la RCN Max Planck: Utilizó la ley exponencial de Wien, así como también la mecánica estadística y las ecuaciones de Maxwell para deducir una ecuación para RCN.

Catástrofe UV La ley de Rayleigh-Jeans es un intento más por describir la radiación electromagnética del cuerpo negro en todas las longitudes de onda a una temperatura dada. La ley aunque derivada de la física clásica, predecía una producción de energía que tendía al infinito a medida que la longitud de onda disminuía. Esto era inaceptable ya que iba en contra de la ley de conservación de energía y discrepaba considerablemente de los resultados experimentales y de los estudios realizados por Wien y Planck. A este error se le conoció como catástrofe ultravioleta.

Fisión nuclear  Reacción en la cual se inciden neutrones sobre un núcleo pesado y éste se divide en dos núcleos, liberando una gran cantidad de energía y la emisión de dos o más neutrones.  Es posible gracias a la inestabilidad que tienen isótopos de algunos elementos como el Uranio 235.  Los neutrones emitidos pueden ocasionar nuevas fisiones al interaccionar con nuevos núcleos fisionables que emitirán nuevos neutrones.  Cuando se consigue que sólo un neutrón de los liberados produzca una fisión posterior, el número de fisiones por segundo es constante y la reacción está controlada.

Fusión nuclear  Reacción en la que dos núcleos muy ligeros, se unen para formar un núcleo más pesado y estable, con gran desprendimiento de energía.  Es necesario que los núcleos cargados positivamente se aproximen venciendo las fuerzas electrostáticas de repulsión. Para ello se utiliza energía térmica o un acelerador de partículas  En la investigación de la energía de fusión se busca el calentamiento (para conseguir plasma) en donde los electrones salen de sus órbitas y los núcleos pueden ser controlados por un campo magnético, y el confinamiento, en donde se mantiene la materia en estado de plasma para que pueda reaccionar.  La ganancia energética de la fusión consiste en que la energía necesaria para calentar y confinar el plasma sea menor que la energía liberada por las reacciones de fusión.