LEY DE RAYLEIGH- JEANS Y LA CATÁSTROFE ULTRAVIOLETA CATALINA MARÍA ZABALA MOYA 273530 Universidad Nacional De Colombia, Sede Bogotá, Facultad De Ingeniería. E-mail: cmzabalam@unal.edu.co.

Para Rayleigh y Jeans el uso de la física clásica era crucial para determinar la densidad de energía de un cuerpo negro, se sabe, que una onda transporta energía, por lo que si se utiliza la teoría electromagnética clásica para contar las ondas estacionarias que existen en forma de radiación dentro de la cavidad (que es análoga a un cuerpo negro) cuyos nodos se hallarían en las superficies de las paredes metálicas, podremos evaluar la densidad de energía almacenada allí adentro.

Los físicos lord Rayleigh (1842-1919) y James Jeans (1877-1946) interesados en encontrar una ecuación que pudiera explicar el comportamiento de la radiación del cuerpo negro, apoyados en la introducción de la mecánica a la teoría electromagnética y a la mecánica estadística clásica, se vieron en un dilema cuando dicha fórmula predice que el cuerpo negro presentaría un espectro que está en total desacuerdo con los hechos experimentales.

Entre 1900 y 1905 lord Rayleigh y James Jeans generaron un cálculo decisivo para definir la densidad de energía en función de la frecuencia. “Era elegante, se deducía de manera lógica a partir de las teorías conocidas… y predecía que un cuerpo negro debería emitir una energía infinita”. A partir del razonamiento termodinámico, pudieron explicar la forma de la curva para frecuencias pequeñas; Wilhelm Wien, físico interesado también en el problema del denominado cuerpo negro, hizo lo mismo para frecuencias grandes, aunque ninguno de los tres, Rayleigh-Jeans y Wien, pudo obtener la forma completa de la curva.

Graficas Teóricas y Experimentales

Debido a que dicha curva a partir de la fórmula de Rayleigh-Jeans no se ajustaba para longitudes de onda cortas, la fórmula teórica era inadmisible. Esto representaba un problema real, la incongruente contradicción con la experiencia a que condujo la estadística clásica, llevó a los contemporáneos a llamar a la situación que así se producía "catástrofe ultravioleta", pues la divergencia se producía para pequeñas longitudes de onda, en la región ultravioleta. Históricamente fue éste el primer caso bien estudiado de completa inadecuación de los conceptos clásicos.

La catástrofe ultravioleta, término sugestivo a la importancia de la falla y al inconveniente de los ámbitos académicos, al comprobar cómo un problema se resistía al cálculo más poderoso de la física. Algo faltaba, la salida a tan nombrada contradicción debía buscarse por fuera de las leyes de física clásica, pero ¿en donde?, ¿como? y ¿quien?