Unidad V : INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA MODERNA .
Departamento de Física y Química. I.E.S.. "El
Portillo"
1.- INSUFICIENCIA DE LA FÍSICA CLÁSICA. HIPÓTESIS DE PLANCK. RADIACIÓN DEL CUERPO NEGRO. A finales del siglo XIX y tras la síntesis de Maxwell, la teoría ondulatoria de la luz parecía asentada y la Física Clásica un edificio completamente terminado. Había, no obstante, un problema que no podía explicarse por ninguna de las teorías de la Física Clásica (mecánica newtoniana, teoría de la relatividad, electromagnetismo de Maxwell), que era la distribución espectral (por frecuencias) de la radiación emitida por un cuerpo negro a una determinada temperatura. Cuando los cuerpos se calientan absorben energía y cuando se enfrían la emiten. Uno de los procedimientos en que lo hacen es, como sabemos, la radiación. Cuando un cuerpo recibe radiación, una parte de las frecuencias recibidas la absorbe y otra parte la refleja, siendo esta última la que determina el color de dicho cuerpo. Así, un cuerpo negro será aquel que absorba todas las radiaciones, sean cuales sean sus frecuencias, sin reflejar ninguna. El hollín se aproxima mucho a este concepto de cuerpo negro, pero el prototipo podría ser una cavidad en la que se ha practicado un orificio de pequeño tamaño; cualquier rayo que penetre por dicho orificio experimentará en las paredes de la cavidad numerosas reflexiones antes de que una de ella dirija el rayo hacia el agujero. En cada una de las reflexiones se perderá parte de la energía, absorbida por la cavidad, de modo que toda la energía quedará absorbida en pocas de estas reflexiones y el cuerpo no reflejará nada, siendo, por tanto, un cuerpo negro. Cuando un cuerpo negro se caliente a una temperatura determinada, las paredes de la cavidad emitirán energía que se reflejará en su interior absorbiendose poco a poco, de forma que se establecerá un equilibrio, para cada elemento de la pared, entre la energía que absorbe y la que emite. En estas condiciones, la energía que se escapa por el agujero de la cavidad puede ser objeto de estudio teórico y experimental.
FÍSICA 2º BACHILLERATO
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