Profesor Jaime Villalobos Velasco Departamento de Física Universidad Nacional de Colombia Marzo ______________________________________________

PREGUNTA 1 Qué entiende por el término Radiación del Cuerpo Negro, RCN? RTA: Se denomina RCN a la luz emitida por un cuerpo negro. Todo cuerpo emite energía en forma de ondas electromagnéticas (radiación), en el caso del cuerpo negro este absorbe toda la luz y la energía que incide sobre el, es decir, no la refleja o pasa a través de el. Para que la energía pueda emitirse desde él debe salir del interior. Un ejemplo es cuando calentamos un material al someterse a altas temperaturas una zona de este metal adquiere un color, es decir, emite luz a ciertas longitudes y frecuencia. G1N15Nefer

PREGUNTA 2 Cuáles fueron las principales teorías, y protagonistas, que explicaron el fenómeno de la RCN en el siglo XIX? RTA: A comienzos de la investigación de dieron cuenta los científicos de aquella época que este cuerpo negro tenia algunos comportamientos característicos: 1) Emite en todas las frecuencias de onda continua. 2) Tiene un pico de emisión que se desplaza a frecuencias mas altas. 3) El sistema cuerpo – radiación esta en equilibrio. Entonces se pusieron a la obra: Lord Rayleigh y Sir James Jeans, y encontraron una fórmula a la que le pusieron sus nombres. Esta ley dice que la forma de emitir el cuerpo negro es el producto de la frecuencia de la radiación al cuadrado por la temperatura del cuerpo. Pero esta ley fue un desastre, ya que indica que a frecuencias altas la emisión se va al infinito (Catástrofe Ultravioleta). Luego llegó Wien y encontró una solución para frecuencias altas, pero luego se encontró con que al trabajar en frecuencias bajas otra vez se producía una catástrofe, y a esta se le llamó: Catástrofe Infrarroja). En pocas palabras: con la física clásica no se encontraría una forma de entender este fenómeno. Posteriormente Planck lo que hizo fue interpolar entre las formulas de Rayleigh – Jeans y la de Wien. Literalmente forzó la maquina para encontrar la forma de la curva del cuerpo negro. Cuando planteó su fórmula tuvo que meter una constante universal que el dedujo, la misma para todos los materiales y todos los cuerpos, además esta nueva fórmula admitía que la radiación se comportaba como paquetes de energía.

PREGUNTA 4: Por qué se le denomina Catástrofe UV al modelo de Raleigh-Jeans? RTA: Según la ley que ellos enunciaron: la densidad de energía emitida para cada frecuencia debía ser proporcional al cuadrado de la última, significa que a emisiones de altas frecuencias, estas debes portar enormes cantidades de energía, pero, cuando se calcula la cantidad total de energía radiada nos dice que es infinita, lo que cuestiona la ley de conservación de la energía.

Qué es la ionosfera Cómo se origina, cómo se estudia, qué se mide, … RTA: la Ionosfera son un conjunto de capas en la atmosfera que se extiende entre unos 60km y 500km de altura, allí la radiación solar afecta a los átomos lo que los obliga a romperse y formar iones. La ionización es un proceso en el que los enlaces de los átomos sufren una ruptura, produciendo parejas de iones de cargas opuestas. Estos iones dan el nombre a la ionosfera, al ser mas ligera los electrones se mueven con mas libertad, esto ayuda a que altas frecuencias se propaguen mejor, cuantos mas electrones, frecuencias mas altas se pueden usar. La ionosfera también se ve afectada por la actividad solar, así que esto ocasiona que ocurran variaciones aleatorias en la ionosfera, que conllevan a afectar la propagación de ondas electromagnéticas. Debido a esto, se pueden presentar retrasos en las señales satelitales, así como en receptores GPS, incluso perdida de información o entrega errónea de la misma, algo muy grave. Estudiar la ionosfera puede ayudarnos a crear aparatos que no sean tan susceptibles a estos cambios, permitiéndonos tener una mayor seguridad y fiabilidad en los datos que transmitimos a través de esta capa.