LEY DE RAYLEIGHJEANS Y LA
CATÁSTROFE
ULTRAVIOLETA
CATALINA MARÍA ZABALA MOYA 273530
Universidad Nacional De Colombia, Sede Bogotá, Facultad
De Ingeniería. E-mail: [email protected]
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.
Los físicos lord Rayleigh (18421919) 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.
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”. 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.
8
 (v)  3  BTv 2
c
Graficas Teóricas y Experimentales
Debido a que dicha curva a partir de la fórmula de
Rayleigh-Jeans no se ajustaba para longitudes de onda
cortas, la fórmula teórica era inadmisible. 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?
Descargar

ley de rayleigh- jeans y la catástrofe ultravioleta