Teoría Cuántica y Radiación del Cuerpo Negro
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Teoría Cuántica de Planck
Al igual que en su día Dalton introdujo la idea de que la materia está formada por paquetes y así pudo explicar las leyes ponderales, Planck introduce la idea de que la energía en las ondas electromagnéticas viaja también en paquetes, quantums, fotones y así se puede explicar la radiación térmica del cuerpo negro y otras cosas como los espectros. Planck introduce la teoría cuántica con 3 postulados:
- Un átomo se comporta como un oscilador armónico
- En cada oscilación el átomo emite un paquete de energía. El valor de esta energía depende de la frecuencia de la oscilación.
- El número de oscilaciones es un número entero y por ello la radiación está formada por paquetes discontinuos.
Radiación Térmica del Cuerpo Negro
Se trata de estudiar la radiación electromagnética que emite un cuerpo negro cuando se encuentra a alta temperatura.
Un buen cuerpo negro se puede conseguir con un bloque metálico que contiene una hendidura en su interior que conecta con el exterior con un pequeño agujero.
Si representamos la potencia de emisión del cuerpo negro frente a las longitudes de onda de las relaciones emitidas obtenemos unas curvas, en forma de campana, cuyo máximo se corresponde con la longitud de onda emitida con mayor potencia.
Esta gráfica cumple 2 leyes:
- Ley de Stefan-Boltzman que nos dice que al aumentar la temperatura el cuerpo negro emite mayor potencia (P)
- Ley de desplazamiento de Wien que nos dice que al aumentar la temperatura la longitud de onda que más se emite es más pequeña.
Al aplicar esto con la física clásica no se podía ya que según esta a menos longitudes la potencia se iba al infinito (catástrofe del UV).
Ejercicio de las rayas para saber cuál era cuál lo que dictó:
Ley de Broglie (Dualidad Onda-Corpúsculo)
Todos los cuerpos tenemos una naturaleza dual. Somos partículas y ondas. Ahora bien, para manifestar nuestra naturaleza ondulatoria debemos de tener una longitud de onda asociada semejante a nuestro tamaño y esto solo ocurre en partículas pequeñas como neutrones, electrones o fotones.