modelo mecano cuantico

Max Planck (1900)
“Radiación de un Cuerpo Negro”
Físico alemán, su teoría plantea como los cuerpos absorben y emiten energía. Y supuso que cuando se calienta un cuerpo, sus átomos vibran, dando lugar a radiaciones electromagnéticas y que estaban cuartizadas.
En la naturaleza no existe un cuerpo negro. Sin embargo, un cuerpo negro se puede sustituir con gran aproximación por una cavidad con unapequeña abertura. La energía radiante incidente a través de la abertura, es absorbida por las paredes en múltiples reflexiones y solamente una mínima proporción escapa (se refleja) a través de la abertura. Por lo que es correcto afirmar, que toda la energía incidente es absorbida.
Sobre la superficie de un cuerpo incide constantemente energía radiante, siendo un caso límite, en el que toda laenergía incidente desde el exterior es absorbida, y toda la energía incidente desde el interior es emitida, tanto desde el interior como desde el exterior, la que incide desde el exterior procede de los objetos que rodean al cuerpo. Cuando la energía radiante incide sobre la superficie una parte se refleja y la otra parte se transmite.
Cuando un cuerpo es calentado emite radiación electromagnéticaen un amplio rango de frecuencias. El cuerpo negro absorbe toda la radiación que llega a él sin reflejarla, de tal forma que sólo emite la correspondiente a su temperatura. La intensidad de esta radiación puede en principio ser calculada utilizando las leyes del electromagnetismo. El problema de principios del siglo XX consistía en que si bien el espectro teórico y los resultados experimentalescoincidían para bajas frecuencias (infrarrojo), estos diferían radicalmente a altas frecuencias. Este problema era conocido con el provocativo nombre de “la catástrofe ultravioleta”, ya que la predicción teórica diverge a infinito en ese límite.
Planck, para resolver la catástrofe ultravioleta concluyo que la radiación no es emitida de manera continua sino en cuantos de energía discreta, a los quellamamos fotones. La energía de estos cuantos E= h x f (f: es proporcional a su frecuencia y h = 6,6 10-34 Joule x segundo es la conocida constante de Planck). Cuando la frecuencia de la radiación es baja el efecto de la discretización se vuelve despreciable debido al minúsculo valor de la constante de Planck, y es perfectamente posible pensar al sistema como continuo, tal como lo hace elelectromagnetismo clásico. Sin embargo, a frecuencias altas el efecto se vuelve notable.
Consideremos una cavidad cuyas paredes están a una cierta temperatura. Los átomos que componen las paredes están emitiendo radiación electromagnética y al mismo tiempo absorben la radiación emitida por otros átomos de las paredes. Cuando la radiación encerrada dentro de la cavidad alcanza el equilibrio con losátomos de las paredes, la cantidad de energía que emiten los átomos en la unidad de tiempo es igual a la que absorben. En consecuencia, la densidad de energía del campo electromagnético existente en la cavidad es constante.
A cada frecuencia corresponde una densidad de energía que depende solamente de la temperatura de las paredes y es independiente del material del que están hechas.
Si se abre unpequeño agujero en el recipiente, parte de la radiación se escapa y se puede analizar. El agujero se ve muy brillante cuando el cuerpo está a alta temperatura, y se ve completamente negro a bajas temperaturas.
Por lo que Planck sugirió que:
a) La radiación dentro de la cavidad está en equilibrio con los átomos de las paredes que se comportan como osciladores armónicos de frecuencia dada f.
b) Cadaoscilador puede absorber o emitir energía de la radiación en una cantidad proporcional a f. Cuando un oscilador absorbe o emite radiación electromagnética, su energía aumenta o disminuye en una cantidad E= h x f.











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