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Cuerpo negro HTML5

Resumen

Todo cuerpo calentado emite radiación. Sin embargo, la física clásica no pudo explicar el espectro de emisión observado para un modelo teórico llamado "cuerpo negro".

Un cuerpo negro es un objeto ideal en equilibrio termodinámico con su entorno que se comporta como un perfecto "absorbente de radiación" (toda la radiación incidente es absorbida y no hay reflexión ni transmisión, lo que explica por qué tal cuerpo nos parecería negro). Para permanecer en equilibrio termodinámico, el cuerpo negro así calentado emite radiación electromagnética en todas las longitudes de onda. La energía irradiada por unidad de tiempo y área, llamada luminancia, o potencia por unidad de área, cubre todas las longitudes de onda y depende sólo de la temperatura de la superficie del cuerpo, como lo ilustran las curvas de la animación.

Es Max Planck quien, en 1900, formula su famosa ecuación que describe la ley que ahora lleva su nombre: la ley de Planck.

Su trabajo valida las teorías emergentes de la mecánica cuántica ya que, para explicar el comportamiento macroscópico de un cuerpo negro, considera que los átomos del cuerpo negro interactúan con la radiación electromagnética de forma discreta (no continua). La energía luminosa se absorbe (y se emite) en forma de paquetes de energía (los "cuantos"). La luminancia aparentemente continua es en realidad el resultado estadístico de la suma de los efectos cuánticos individuales.

La ley de Planck tiene muchas consecuencias. Entre ellos se encuentra el hecho de que la forma de la curva depende sólo de la temperatura del cuerpo calentado y no del material del que está hecho. Así, el Sol irradia de la misma forma que una pieza de metal calentada a la misma temperatura (5800 ° K).

Citemos también la ley de Wien, que establece que la longitud de onda màxima λMax es inversamente proporcional a la temperatura:

λMax ∝ 1 / T

La ley de Boltzmann duce que el total de potenica radiada (por unidad de área) es proporcional a T4

M = σ.T4

Objetivos de aprendizaje

  • Ilustrar la curva teórica de la ley de Planck.
  • Ilustrar cómo la temperatura modifica las curvas teóricas.
  • Explicar que la curva del cuerpo negro a 3º K (radiación fósil) es un testimonio del Big-Bang.

Saber más

Radiación fósil.

La ley de Planck sobre la radiación del cuerpo negro aparece en cosmología con el descubrimiento del fondo cósmico de microondas. De hecho, el modelo cosmológico del Big Bang

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