Profesor Jaime Villalobos Velasco Departamento de Física Universidad Nacional de Colombia Mar 7 2016 G2N31 Luis Rodriguez ______________________________________________.

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1 Profesor Jaime Villalobos Velasco Departamento de Física Universidad Nacional de Colombia Mar 7 2016 G2N31 Luis Rodriguez ______________________________________________

2 PREGUNTA 1 Qué entiende por el término Radiación del Cuerpo Negro, RCN? Un cuerpo negro es un caso límite, en el que toda la energía incidente desde el exterior es absorbida, y toda la energía incidente desde el interior es emitida. La radiacion en este caso se conoce como radiacio de cuerpo negro, la cual es una idealizacion, pero es muy util en la modelacion de fenomenos fisicos. G2N31 Luis Rodriguez

3 PREGUNTA 2 Cuáles fueron las principales teorías, y protagonistas, que explicaron el fenómeno de la RCN en el siglo XIX? Lord Rayleigh y Sir James Jeans encontraron una fórmula que intentaba explicar el comportamiento del cuerpo negro., y encontraron lo que se conoce como Ley de Rayleigh-Jeans. Grosso modo, esta ley nos 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 este resultado es desastroso a altas frecuencias A este comportamiento malévolo se le conoce como Catástrofe Ultravioleta ( Entonces llegó Wilhelm Wien y se empeñó en encontrar un resultado mejor que valiera para frecuencias altas (longitudes de onda bajas). Y lo consiguió, pero no del todo. El caso es que lo que Wien encontró es que al bajar en frecuencias (subir en longitudes de onda) otra vez se producía una catástrofe y se encontraba una emisión infinita de energía de nuevo. Quien siguiio en esta serie de descubrimientos fue El físico alemán Max Karl Ernst Ludwig Planck quien resolvió el problema. Para hacer concordar estas ecuaciones con los experimentos propuso un nuevo concepto físico: el cuanto como pequeñas unidades o paquetes de energía. Planck alegó que la radiación absorbida sólo podía ser un número entero de cuantos y la energía contenida en el cuanto era inversamente proporcional a la longitud de onda (Longitud de Planck). Los cuantos de Planck esclarecieron la conexión entre temperatura y longitudes de onda de radiaciones emitidas en ambos extremos del espectro. Otro s fisicos importantes en el temade radiacion fueron Jožef Stefan y Ludwig Boltzmann de donde se derivo la ley de Stefan – Boltzman. Segun la cual, la emitancia de radiación (Re) del cuerpo negro es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura G2N31 Luis Rodriguez

4 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 4 10 4 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 a)La ley de Stefan – Boltzman según la cual: Donde σ es un constante de valor a) La energia emitida seria por un cuerpo negro seria: a)La relacion es entonces: G2N31 Luis Rodriguez

5 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”. G2N31 Luis Rodriguez

6 Qué es la ionosfera Cómo se origina, cómo se estudia, qué se mide, … La radiación ultravioleta y los rayos X provenientes del sol interactúan con moléculas y átomos de gases en las zonas mas altas de la atmósfera terrestre, resultando en la formación de gases ionizados formados por un gran número de cargas libres positivas, (moléculas y átomos), y cargas libres negativas, (electrones). La predicción de las características de la ionósfera es de vital importancia para el diseño de circuitos de comunicación en alta frecuencia (HF) y para los sistemas satelitales. El estudio de las perturbaciones en la ionósfera resulta de suma importancia práctica, ya que las radio comunicaciones se ven afectadas y la predicción de las órbitas de los satélites resultan severamente degradadas durante estos eventos. se busca profundizar en el conocimiento de la fenomenología de la ionosfera perturbada y contribuir a un mejor pronóstico del comportamiento de la misma en condiciones perturbadas. Entre las mediciones que se puede realizar de la ionosfera se encuentran el Contenido Total de Electrones TEC, el Centelleo, la velocidad de las partículas presentes, los campos eléctricos y magnéticos generados, etc