Radiación Del Cuerpo Negro

¿Qué es un cuerpo negro? Un cuerpo negro es un objeto teórico o ideal que absorbe toda la luz y toda la energía radiante que incide sobre él. Nada de la radiación incidente se refleja o pasa a través del cuerpo negro. La luz emitida por un cuerpo negro se denomina radiación de cuerpo negro.

La superficie de un cuerpo negro es un caso límite, en el que toda la energía incidente desde el exterior es absorbida, y toda la energía incidente desde el interior es emitida. No existe en la naturaleza un cuerpo negro. Todo cuerpo emite energía en forma de ondas electromagnéticas, siendo esta radiación, que se emite incluso en el vacío, tanto más intensa cuando más elevada es la temperatura del emisor.

HISTORIA DE LA RADIACIO DE CUERPO NEGRO El primer atisbo del nuevo mundo cuántico se inicia en el transito de los siglos XIX y XX con el estudio de la emisión de radiación de cuerpo calientes. Así, la primera evidencia de la naturaleza cuántica (i.e discreta) de la radiación vino del estudio de la radiación térmica emitida por cuerpos opacos 

Ley de Stefan-Boltzmann En 1879 el físico esloveno-austriaco Josef Stefan (1835-1893) encontró una relación empírica entre la potencia radiada por un cuerpo negro por unidad de área, llamada emitancia o poder emisivo R, dada en vatios por metro cuadrado (W/m^2) Esta ecuación nos indica que la cantidad total de energía radiada (la emitancia total o poder emisivo total) por un cuerpo negro en equilibrio térmico aumenta con la cuarta potencia de su temperatura absoluta.

Ley de Rayleigh-Jeans En el siglo XIX se habían realizado ya mediciones cuidadosas relativas a la ley de radiación del cuerpo negro. El principal problema teórico consistía en deducir la ley de la radiación a partir de los principios fundamentales de la física clásica. Utilizando argumentos de electrodinámica clásica el físico inglés John-Willian Struct (Lord Rayleigh) (1842- 1919) derivó y posteriormente fue modificada por sir James James (1877-1946) una función teórica de distribución espectral de densidad de energía ρ(λ,T)

Planck y el inicio de la Revolución Cuántica El catorce de diciembre del año 1900 en los albores del siglo XX, el físico alemán Max Planck (1858-1947) presentó un trabajo acerca de la ley de la radiación del cuerpo negro en una reunión de la Sociedad Alemana de Física, en Berlin, y esta fecha puede considerarse como el nacimiento de la física cuántica.

Últimos avances en RCN a sustancia que menos refleja la luz (en otras palabras, la sustancia más negra) es una aleación de fósforo y níquel, con fórmula química NiP. Esta sustancia fue producida, en principio, por investigadores indios y estadounidenses en 1980, pero perfeccionada (fabricada más oscura) por Anritsu (Japón) en 1990. Esta sustancia refleja tan sólo el 0,16 % de la luz visible; es decir, 25 veces menos que la pintura negra convencional. En el año 2008 fue publicado en la revista científica Nanoletters un artículo con resultados experimentales acerca de un material creado con nanotubos de carbono que es el más absorbente creado por el hombre, con una reflectancia de 0,045 %, casi tres veces menos que la marca lograda por Anritsu.

Aplicaciones En astronomía, la emisión de las estrellas se aproxima a la de un cuerpo negro. La temperatura asociada se conoce como Temperatura Efectiva, una propiedad fundamental para caracterizar la emisión estelar. La radiación cósmica de fondo de microondas proveniente del Big Bang se comporta casi como un cuerpo negro. Las pequeñas variaciones detectadas en esta emisión son llamadas anisotropias y son muy importantes para conocer las diferencias de masa que existía en el origen del universo. La emisión de gas, polvo cósmico y discos protoplanetarios también se asocia con cuerpos negros, principalmente en la región infrarroja y milimétrica del espectro electromagnético. Son importantes herramientas para buscar sistemas planetarios.