Profesor Jaime Villalobos Velasco Departamento de Física Universidad Nacional de Colombia Mar Presentado por: Cesar David Galvis Bohórquez ( ) ______________________________________________

PREGUNTA 1 Qué entiende por el término Radiación del Cuerpo Negro, RCN? Se entiende por radiación del cuerpo negro a la energía emitida por un cuerpo ideal cuando se le induce una alta cantidad de energía. Esta radiación es transportada por ondas electromagnéticas que viajan a una velocidad cercana a la velocidad de la luz.

PREGUNTA 2 Cuáles fueron las principales teorías, y protagonistas, que explicaron el fenómeno de la RCN en el siglo XIX? Las principales teorías que explicaron el comportamiento de la radiación en el cuerpo negro fueron cuatro: en primer lugar encontramos la ley de Stefan y Boltzmann quienes llegaron a la conclusión de que un cuerpo negro emite radiación térmica proporcional a cuarta potencia de su temperatura. Después llegó la ley de Wien el cual establece que hay una relación inversa entre la longitud de onda pico emitida por el cuerpo y su temperatura. Después aparece la ley de Rayleigh y Jeans, quienes intentaron describir la radiación espectral de todas las longitudes de onda a una temperatura dada pero solo dio resultado para las longitudes de onda bajas. Finalmente llega la ley de Plank quien basándose en las anteriores explicaciones describe la radiación emitida por un cuerpo en equilibrio a una temperatura dada.

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 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

PREGUNTA 4: Por qué se le denomina Catástrofe UV al modelo de Raleigh-Jeans? La ley de Rayleigh-Jeans, que obtuvieron basándose en la física clásica, dio un ajuste excelente entre teoría y observación en la zona de baja frecuencia. Desafortunadamente, para las altas frecuencias, la predicción fue un desastre. Se preveía un aumento infinito de la energía en la región del ultravioleta que sería conocido, años más tarde, como “catástrofe ultravioleta”.

Qué es la ionosfera La ionósfera o ionosfera es una capa superior de la atmósfera. La palabra ionósfera se compone de dos términos de origen griego: ἰών (ion), que se refiere al átomo y su propiedad de transportar carga eléctrica, y σφαῖρα (sfaira), que significa ‘esfera’. En la ionósfera, los electrones pueden moverse más libremente debido a que la densidad de los gases es mucho más baja en comparación con las capas inferiores. Esto le proporciona las condiciones para ser una excelente conductora de electricidad, lo que facilita la propagación de ondas de radio y televisión. En 1901, Guglielmo Marconi transmitió una señal entre Europa y Norteamérica y demostró que la señal tendía a revotar, luego en 1924, Edward Appleton (Premio novel de Física 1947) vio que las señales de la estación de la BBC (situada en Londres) que llegaban a Cambridge variaban según la hora del día. Durante la noche, la intensidad de las señales aumentaba y disminuía de una manera más o menos regular. Sin embargo, durante el día, las señales de la cadena se mantenían constantes. Edward Appleton estaba realmente intrigado por esto, y formuló su hipótesis de que en realidad, durante la noche se estaban recibiendo dos ondas, una que procedía directamente de Londres, y la otra como reflejo desde la atmósfera. Actualmente se sabe que esta zona no refleja todas las ondas, sino que solo es capaz de hacerlo con ondas con una frecuencia inferior a los 10 MHz o superiores a los 3 MHz. La capa de Appleton se sitúa a una distancia aproximada de 230 Km.

Una de las aplicaciones en los estudios de la ionosfera, es estudiarla y potenciar sus propiedades para mejorar las comunicaciones y los sistemas de vigilancia, un ejemplo es el Programa de investigación de aurora activa de alta frecuencia, fue construido por las fuerzas aéreas y la marina de EE.UU, la Defense Advance Research Proyects Agency (DARPA) y la Universidad de Alaska. Su función es, a través de un calentador iónico manda una señal a las antenas, y estás la lanzan hacia el cielo. Cuando la señal está entre los 100 y 350 kilómetros es absorbida, concentrándose en varios centros de metros de altura y decenas de kilómetros de diámetro. El efecto que causa sobre la naturaleza es insignificante comparado a la radiación electromagnética y la energía ultravioleta. La señal enviada al cielo puede leerse a través de varios aparatos y sirven para obtener información sobre el plasma y la interacción que hay entre la Tierra y el Sol.