Parcial De Ondas Uis

miércoles 2 de febrero de 2011
El cuerpo negro y la catástrofe ultravioleta
La catástrofe ultravioleta, es un fallo de la teoría clásica del electromagnetismo al explicar la emisión electromagnética de un cuerpo en equilibrio térmico con el ambiente y la resolución de este fallo dió origen a una nueva rama de la física: la mecánica cuántica.
El origen de la teoría cuántica provino del lugarmás inesperado posible. Se conecta con un fenómeno bien conocido que consiste en que cualquier cuerpo cuando se calienta lo suficiente comienza a brillar. Todos los cuerpos brillantes, desde una barra de hierro en el fuego hasta el filamento de una bombilla incandescente, tienen un comportamiento muy semejante. Casi independientemente del material con que está hecho el cuerpo, el color que tomadepende sólo de su temperatura.
Este es un hecho sorprendente y fue objeto de la investigación científica tratando de encontrar una explicación simple en términos de las leyes conocidas de radiación y calor.

En general, todos los cuerpos en el universo, incluyendo las personas, los cubos de hielo y el fuego, emiten radiación en todo momento, debido a que las partículas cargadas dentro ellas seencuentran en constante movimiento aleatorio.
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Según la teoría electromagnética clásica, cuando una partícula cambia su estado de movimiento emite una radiación electromagnética.
La radiación emitida por un cuerpo a temperatura ambiente es escasa y corresponde a longitudes de onda superiores a las de la luz visible (o de menor frecuencia). Por esono podemos apreciarlo. Pero al elevar la temperatura aumenta la energía y disminuye las longitudes de onda de la radiación emitida; a esto se debe el cambio de color de un cuerpo cuando se calienta. Usted habrá observado como cambia la brillantes del resistor de una estufa eléctrica cuando cambia su temperatura.

Simulación que muestra como cambia el color de una olla negra cuando es calentadaCuando un cuerpo emite radiación visible, lo hace en la forma de un espectro. En otras palabras, ellos emiten radiación electromagnética de diferentes frecuencias (colores) y, por tanto, de diferentes longitudes de onda. Nosotros los vemos "mezclados" y por tanto, solo vemos un color de luz. Si tuviéramos que separar la luz de acuerdo a su longitud de onda, o de acuerdo a su frecuencia, veríamosun espectro como el mostrado a continuación.

Propiedades de la superficie de un cuerpo
Sobre la superficie de un cuerpo incide constantemente radiación electromagnética (EM), tanto desde el interior como desde el exterior (la que incide desde el exterior procede de los objetos que rodean al cuerpo). Cuando la radiación EM incide sobre la superficie una parte se refleja, retornando al exterior,y la otra parte se transmite, penetrando el cuerpo.
Se verifica que la misma proporción de la enegía incidente se refleja sobre un cuerpo sin importar si la energía incidente proviene del exterior o del interior.
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Según el físico Alemán Gustav Kirchoff, cuando un conjunto de cuerpos se encuentra en equilibrio térmico los cuerpos que absorbenintensamente ciertos rayos también los emitirán intensamente, y viceversa.
Se comprueba experimentalmente que el agua contenida en una botella con paredes plateadas se calienta poco por la acción de los rayos solares, mientras que la contenida en un frasco de vidrio negro se calienta mucho (en el primer caso la absorción de energía solar es pequeña, mientras que en el segundo caso es grande).Echemos agua caliente en ambos recipientes y coloquémoslo en un local frío. El agua del frasco vidrio negro se enfriará mucho antes: el cuerpo que absorbe más energía también emite más.
Cuerpo Negro
La superficie de un cuerpo negro es un caso límite, un objeto teórico o ideal, en el que toda la energía incidente desde el exterior es absorbida, y toda la energía incidente desde el interior es...