Víctor Manuel López Mayorga G2E18victor 18/06/15

El cuerpo negro es un sistema físico (ideal) que presenta enormes sorpresas. Bajo estas circunstancias es justo que le dediquemos una entrada en el blog. Intentaremos hacerlo muy visual y que se pueda entender el fundamento del por qué hubo que recurrir a un cambio de ideas en física para explicar su comportamiento.

Max Planck ( ), en 1889, descubrió una constante fundamental, la denominada constante de Planck, usada para calcular la energía de un fotón. Planteó en el año 1900, que los átomos y las moléculas emiten o absorben energía sólo en cantidades específicas y discretas. A esa mínima energía absorbida o emitida en forma de radiación, la llamó "Cuanto". Un cuanto se calcula según : E = h * v h= constante de Planck = 6,63x10^-34 J·s v= frecuencia de radiación. Un año después descubrió la ley de radiación del calor, denominada Ley de Planck, que explica el espectro de emisión de un cuerpo negro. Esta ley se convirtió en una de las bases de la mecánica cuántica, que emergió unos años más tarde con la colaboración de Albert Einstein y Niels Bohr, entre otros.

Un cuerpo negro es aquel que absorbe toda la radiación (en todas las frecuencias) que le llega. Generalmente se piensa en un cuerpo negro como en una caja cerrada donde la materia y la radiación están en equilibrio. Por lo tanto, todo lo que es absorbido vuelve a ser emitido y la radiación está, de manera efectiva, rebotando por las paredes.

Evidentemente este sistema tiene que estar cerrado para que el equilibrio térmico sea posible. Sin embargo, podemos pensar que hacemos un agujero minúsculo por el que la radiación escapa de muy poco en poco y eso nos permite ver qué frecuencias y con qué intensidad está la radiación dentro del cuerpo negro. Aquí representamos la energía radiada en función de la longitud de onda de la radiación. Recordemos que el producto de la longitud de onda por la frecuencia de la radiación nos da la velocidad de la luz. A mayor frecuencia menor longitud de onda y viceversa.

Para intentar explicar la radiación del cuerpo negro, a finales de 1900 Plank postula : Un átomo se comporta como un oscilador armónico, cuya frecuencia natural de vibración sea ν; dicho oscilador solo puede variar su energía en cantidades múltiplos de la cantidad E 0, que es la energía de radiación proporcional a su frecuencia de oscilación; E 0 =h ν. Por lo tanto cuando dicho oscilador emite o absorbe radiación, los cambios energéticos deberán obedecer a la ecuación.

 Como n, es un nº entero, la energía del oscilador solo podrá variar un nº entero de veces la cantidad h ν. Se dice que la energía está cuantizada.  h=cte. de Planck=6, J.s

 Falterna.blogspot.com/2012/11/postulados-de-max-planck.html  