G8N42

Resumen:
Con el albor del siglo XX nació una serie de eventos experimentales que se encaminaban a la determinación de los fenómenos que se presentaban en un cuerpo negro. En el momento en el que físicos, como lord Rayleigh y James Jeans, comenzaron a buscar solución al cálculo de la densidad de energía que emite un cuerpo negro, estaban dando un paso adelante para demostrar el fracaso de la teoría clásica para este tipo de eventos. La “catástrofe ultravioleta”, termino propuesto por los contemporáneos de la época, era en sí una contradicción completa entre la teoría y los hechos, que para Rayleigh y Jeans representaba la mayor frustración por ser esto consecuencia de la solución que ellos presentaban para la evaluación de la densidad de energía.

Ensayo:
= = =Ley de Rayleigh- Jeans y la Catástrofe Ultravioleta=

Catalina María Zabala Moya

A finales del siglo XIX, mientras los grandes científicos de la época se hallaban absortos en descubrir partículas y radiaciones, los teóricos del principio del nuevo siglo comenzaban a dilucidar una serie de eventos que abrirían el paso a la mayor conmoción del mundo científico; eventos que sin lugar a duda esclarecieron un sin número de dificultades insuperables en relación con el problema de la emisión de la luz y, en particular, con el de la radiación térmica. Los físicos lord Rayleigh (1842-1919) y James Jeans (1877-1946) interesados en encontrar una ecuación que pudiera explicar el comportamiento de la radiación del cuerpo negro, apoyados en la introducción de la mecánica a la teoría electromagnética y a la mecánica estadística clásica, se vieron en un dilema cuando dicha fórmula predice que el cuerpo negro presentaría un espectro que está en total desacuerdo con los hechos experimentales. Para Rayleigh y Jeans el uso de la física clásica era crucial para determinar la densidad de energía de un cuerpo negro, se sabe, que una onda transporta energía, por lo que si se utiliza la teoría electromagnética clásica para contar las ondas estacionarias que existen en forma de radiación dentro de la cavidad (que es análoga a un cuerpo negro) cuyos nodos se hallarían en las superficies de las paredes metálicas, podremos evaluar la densidad de energía almacenada allí adentro 1. Entre 1900 y 1905 lord Rayleigh y James Jeans generaron un cálculo decisivo para definir la densidad de energía en función de la frecuencia. “Era elegante, se deducía de manera lógica a partir de las teorías conocidas… y predecía que un cuerpo negro debería emitir una energía infinita” 2. A partir del razonamiento termodinámico, pudieron explicar la forma de la curva para frecuencias pequeñas; Wilhelm Wien, físico interesado también en el problema del denominado cuerpo negro, hizo lo mismo para frecuencias grandes, aunque ninguno de los tres, Rayleigh-Jeans y Wien, pudo obtener la forma completa de la curva.  3 Gráfica 1. La línea punteada representa la teoría clásica, la línea continúa los datos experimentales. Debido a que dicha curva a partir de la fórmula de Rayleigh-Jeans no se ajustaba para longitudes de onda cortas, como se observa en la gráfica 1, la fórmula teórica era inadmisible, a pesar de que su deducción haya sido fundamentada de manera lógica y precisa con el uso de toda la potencia de las ecuaciones de Maxwell. Esto representaba un problema real, la incongruente contradicción con la experiencia a que condujo la estadística clásica, llevó a los contemporáneos a llamar a la situación que así se producía "catástrofe ultravioleta", pues la divergencia se producía para pequeñas longitudes de onda, en la región ultravioleta. Históricamente fue éste el primer caso bien estudiado de completa inadecuación de los conceptos clásicos. La catástrofe ultravioleta, término sugestivo a la importancia de la falla y al inconveniente de los ámbitos académicos, al comprobar cómo un problema se resistía al cálculo más poderoso de la física. Algo faltaba, la salida a tan nombrada contradicción debía buscarse por fuera de las leyes de física clásica, pero ¿en donde?, ¿como? y ¿quien? Referencias: > > > > 1 < [[[|http://www.google.com]>< http://www.soko.com.ar/Fisica/cuantica/postulado_Plank.htm > 31 de octubre de 2008 2 < [|www.google.com] > < http://eltamiz.com/2007/09/24/cuantica-sin-formulas-la-hipotesis-de-planck/ > 23 de octubre de 2008 3 < [|www.google.com]>  23 de octubre de 2008 > > Problema:
 * 1) M. García, J. Ewert, //Introducción a la física moderna//, Tercera edición, Universidad Nacional De Colombia, 2008.
 * 2) <[[[|http://www.google.com]>23|www.google.com]]>23 de octubre de 2008
 * 3) <[[[|http://www.google.com]>02de|www.google.com]]>02de noviembre de 2008
 * 4) <[[[|http://www.google.com]>23|www.google.com]]>23 de octubre de 2008
 * 5) <[[[|http://www.google.com]>31|www.google.com]]>31 de octubre de 2008

Tomado y adecuado del libro de: M. García, J. Ewert, //Introducción a la física moderna//, Tercera edición, Universidad Nacional De Colombia, 2008, Capítulo 2, Problema 1(demostración) > > Declaración de ética: > Los anteriores trabajos fueron elaborados a conciencia, los fragmentos utilizados de fuentes fueron enunciados con sus respectivos pie de página. En las diapositivas, solamente las imagenes introducidas se tomaron del buscador de google y de algunas diapositivas ya existentes. Para dicha comprobación las referencias de donde se sacaron algunas de la imagenes de la presentación son las siguientes: •
 * 1) http://www.docentes.unal.edu.co/jdbaenad/docs/Fisica_III_Ingenieria/CAP_04_Naturaleza_Corpuscular.ppt#281,10,Diapositiva 10
 * 2) http://www.astro.unipd.it/valentinuzzi/documents/tecniche/Lezione_2.ppt#274,18,Diapositiva 18
 * 3) http://www.inf.unioeste.br/~reginaldo/FisicaModerna/emerson/aula%2001.ppt#270,36,Diapositiva 36