Pedro Arturo Estupiñan Gómez 19/06/2015 Fundamentos de Física Moderna Radiación del Cuerpo Negro -modelos clásicos- Pedro Arturo Estupiñan Gómez 19/06/2015

Cuerpo negro Un cuerpo negro es un objeto que absorbe toda la luz y la energía radiante que incide sobre él. Todo lo que es absorbido vuelve a ser emitido y la radiación rebota de manera efectiva por las paredes. Constituye un sistema físico ideal, ya que absorbe todas en todas las frecuencias por igual.

Radiación del cuerpo negro Todo cuerpo, por estar a una temperatura emite energía electromagnética, a lo que se le llama radiación térmica. La radiación del cuerpo negro es la continua emisión de energía radiante desde un sistema, ésta es transportada por ondas electromagnéticas que viajan en el vacío a la velocidad de 3∗ 10 8 𝑚 𝑠 . El sistema se encuentra en equilibrio termodinámico, por lo tanto tendrá una temperatura característica.

Radiación del cuerpo negro Toda la energía incidente desde el exterior es absorbida y toda la energía incidente desde el interior es emitida. Gráfico de distintas curvas que representan la radiación de cuerpo negro para sistemas a diferentes temperaturas.

Ley de Stefan-Boltzmann Esta ley fue deducida en 1879 y derivada en 1884. Josef Stefan(1835 - 1893) Nacido en St. Peter – Austria. Físico y matemático. Ludwig Boltzmann (1844-1906) Nacido en Viena – Austria. Físico y estadístico.

Ley de Stefan-Boltzmann La energía que emite un cuerpo negro es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura absoluta T(k). 𝐸= 𝜎 ∗ 𝑇 𝑒 4 donde 𝜎 representa la constante de Stefan-Boltzmann. 𝜎=5,67∗ 10 −8 𝑤 𝑚 2 ∗ 𝐾 4 .

Ley del desplazamiento de Wien Formulada en 1893. Wilhelm Wien (1864-1928) Nacido en Fischhausen – Alemania Físico, Premio Nobel de Física

Ley del desplazamiento de Wien Establece que existe una relación inversa entre la longitud de onda en la que se produce el pico de emisión de un cuerpo negro y su temperatura. 𝜆 𝑚𝑎𝑥 = 2,8976 ∗ 10 −3 𝑚𝐾 𝑇 Donde T(K) es la temperatura del cuerpo negro y 𝜆 𝑚𝑎𝑥 (m) la longitud de onda del pico de emisión.

Ley de Rayleight-Jeans John Strutt, tercer barón Rayleight (1842 – 1919) Nacido en Langford Grove – Reino Unido Físico, Premio Nobel de física James Hopwood Jeans Nacido en Lancashire – Inglaterra Físico, astrónomo y matemático.

Ley de Rayleight-Jeans Esta ley intenta describir la radiación espectral de la radiación electromagnética de todas las longitudes de onda de un cuerpo negro a una temperatura dada. 𝐵 𝜆 𝑇 = 2𝑐𝑘𝑇 𝜆 4 donde c es la velocidad de la luz, k es la constate de Boltzmann y T es la temperatura absoluta, en términos de frecuencia v: 𝐵 𝑣 𝑇 = 2 𝑣 2 𝑘𝑇 𝑐 2

Referencias http://cuentos-cuanticos.com/2012/05/04/cuerpo-negro/ http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/negro/radiacion/radiacion.htm http://www.iar.unlp.edu.ar/divulgacion/art-difu-21.htm http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299003/contenidoexe/Contenido_exe/Modulo_Fisica_Moderna/frmula_de_rayleighjeans_y_la__catstrofe_ultravioleta.html