LOS CUERPOS NEGROS Y SU RADIACION

LOS CUERPOS NEGROS Y SU RADIACION
Según el estudio de la física moderna sabemos que un cuerpo negro, es aquel
cuerpo que absorbe toda la energía y toda la luz, que interactúe con el.
Ninguna cantidad de energía o luz que llegue a este puede pasar o ser
reflejada. Este nombre fue dado por el científico Gustav Kirchhoff en 1862.
La radiación de cuerpo negro se refiere a la luz o energía producida por un
cuerpo negro, esta luz emitida por el cuerpo se presenta en forma de ondas
electromagnéticas.
Para poder explicar y comprender este fenómeno existen experimentos que
pueden ayudar a comprender mejor estos conceptos. Podemos estudiar
objetos en el laboratorio con comportamiento parecidos a los del cuerpo negro.
Podemos estudiar la radiación proveniente de un agujero pequeño en una
cámara aislada. La cámara absorbe muy poca energía del exterior, ya que ésta
solo puede incidir por el reducido agujero. No obstante la cavidad irradia
energía como un cuerpo negro. La luz emitida depende de la temperatura del
interior de la cavidad, produciendo el espectro de emisión de un cuerpo negro.
La luz que entra en el orificio rebota en la parte mas alejada de la cámara, una
parte de esta energía es absorbida y otra parte rebota en las paredes de la
cámara, y así sucesivamente, después de varios minutos toda la energía es
absorbida.
Para comprender mejor estos conceptos, muchos estudiosos y científicos
formularon teorías sobre los cuerpos negros:
El investigador y científico Max Planck, propuso que La intensidad de la
radiación emitida por un cuerpo negro con una temperatura T, esta dada por:
e
Otras ley que también estudian los cuerpos negros es la ley de desplazamiento
de Wien, el cual encontró que la longitud de onda de la energía irradiada por un
cuerpo negro, esta relacionada con la temperatura de este por medio de una
constante así:
La ley de Wien es muy acertada con valores de frecuencias altos, pero a
frecuencias muy pequeñas esta ley es muy errónea.
Otra ley que se encargó del estudio de los cuerpos negros fue la La ley de
Rayleigh- Jenas, la cual dice que la densidad de energía irradiada por un
cuerpo negro esta dada por:
En el siguiente grafico podemos observan como se comportan las teorías
descritas anteriormente con respecto a datos experimentales.
Aquí podemos ver que la teoría de Rayleigh-Jeans, concuerda con los valores
experimentales a frecuencias muy pequeñas, pero a frecuencias altas esta ley
es errónea. En cambio la ley de Wien encontraría a la anterior ya que esta
concuerda muy bien con valores de frecuencia altos, mientras que para valores
pequeños esta muy desfasada. La ley que mejor describe los datos
experimentales el la ley de Planck, la cual concuerda con los datos
experimentales, tanto a frecuencias pequeñas, como a frecuencias grandes.
Otra ley que también se encarga de estudiar la radiación de los cuerpos negros
es la de Stephan-Boltzman, la cual dice que el flujo de energía de un cuerpo
negro esta dado por:
R= E/(A*t)
Donde
CONCLUSIONES
Las leyes que estudian la radiación de un cuerpo negro, han ido mejorando
cada vez mejor, hasta el punto en el que las leyes, puramente teóricas, tienden
a describir con más exactitud, cualquier tipo de fenómenos, incluso este, que
es un fenómeno muy complejo.
Pregunta e interrogante sobre los cuerpos negros.
Como se dijo anteriormente un cuerpo negro es aquel que no deja escapar ni la
luz ni la energía, por lo tanto un cuerpo negro absorbe energía y luz; la
pregunta sería: Un cuerpo negro tiene un limite hasta el cual puede absorber
una determinada cantidad de energía y luz?. Un cuerpo negro siempre se
comportara como cuerpo negro?.
Autor: Edison David Chitan
Código: 213852 G8N8