Quimica

En una reunión de la Sociedad Alemana de física el 14 de Diciembre de 1900 Max Plank leyó un trabajo intitulado “La teoría de la ley de distribución de energía del espectro normal”. Este trabajo que en principio no llamó demasiado la atención, fue, según algunos autores, el precursor de la física cuántica (a pesar que se desarrollaría un cuarto de siglo más tarde) Como en el caso de larelatividad, la mecánica cuántica representa una generalización de la física clásica que incluye a las leyes clásicas como casos particulares. Así como la relatividad se caracteriza por una constante de significado fundamental, la velocidad de la luz, la física cuántica se caracteriza por una constante universal de significado fundamental a la que hoy llamamos constante de Plank.
La base de su artículoestaba en el estudio de la radiación térmica, radiación emitida por un cuerpo como consecuencia de su temperatura. La materia en estado condensado (sólido o líquido) emite un espectro de radiación continuo. Los detalles del espectro son casi independientes del material del cual se compone el cuerpo, pero dependen fuertemente de la temperatura. A temperatura ordinaria la mayoría de los cuerpos sonvisibles por la luz que reflejan. Sin embargo a altas temperaturas los cuerpos son luminosos por sí mismos. En un cuarto oscuro se les puede ver brillar; pero aún a temperaturas de varios miles de grados Kelvin, más del 90% de la radicación térmica emitida es invisible para nosotros. La relación que existe entre la temperatura de un cuerpo y el espectro de frecuencia de la radiación emitida seutiliza en un dispositivo llamado pirómetro óptico. Este dispositivo es esencialmente un espectrómetro común que permite al operador estimar la temperatura de un cuerpo caliente, como una estrella observando el color o la composición de frecuencias de la radiación térmica que emite. Existe un espectro continuo de radiación emitida, pero el ojo humano ve principalmente el color correspondiente a laemisión más intensa en la región visible. En términos generales, la forma del espectro de radiación térmica emitida por un cuerpo caliente depende de la composición del mismo. Sin embargo, experimentalmente se encuentra que sólo hay una clase que emite espectros térmicos de características universales, son los llamados cuerpos negros, cuerpos cuyas superficies absorben la radiación térmica que incidesobre ellos. El nombre resulta apropiado puesto que dichos cuerpos no reflejan la luz y se ven negros. Luego se descubrió que independientemente de su composición, todos los cuerpos negros a la misma temperatura emiten radiación térmica con el mismo espectro. La forma de este espectro no puede obtenerse solamente de argumentos termodinámicos.
La distribución espectral de la radiación de estoscuerpos se especifica por la cantidad de “radiancia espectral” (RT(n)), definida de manera tal que RT(n) + dn es igual a la energía emitida en forma de radiación con frecuencia (n) en el intervalo no y no + dn de un área unitaria de la superficie a temperatura absoluta T por unidad de tiempo. Por lo que al variar obtendremos:
RT = RT . (v). dv
Como RT aumentaría rápidamente a medida que aumentala temperatura, el resultado (que hoy se conoce como la ley de Stefan) se escribiría en forma empírica : RT = s T 4 donde s es una constante llamada “Stefan – Boltzman” cuyo valor es de 5,67.10 – 8 w. m– 2.K– 4 Se ha observado, también, que a medida que la temperatura aumenta el espectro de desplaza hacia frecuencias mayores. Este resultado se conoce como ley de desplazamiento de Wien : nmax T,donde nmax es la frecuencia para la cual RT (n) alcanza su valor máximo para una T en particular. A medida que T aumenta nmax se desplaza hacia frecuencias mayores.
Sabemos que la frecuencia es inversamente proporcional a la longitud de onda por lo que podemos expresar la relación frecuencia – temperatura como l máx . T = Cte.
l máx es la longitud de onda para la cual a una temperatura...