Radiacion del cuerpo negro

El problema de la radiación del cuerpo negro fue planteado por el físico alemán Gustav R. Kirchoff hacia 1860. El razonamiento de Kirchhoff era que si cuerpo negro absorbía radiación del entorno (y por lo tanto energía) en todas las longitudes de onda, hasta alcanzar una temperatura dada, al enfriarse debería emitir igualmente energía en todas las longitudes de onda.

Sin embargo se encontró que los cuerpos negros no cumplían la propuesta de Kirchhoff. El físico Wilhelm Wien descubrió que el cuerpo emitía radiación en un cierto abanico de longitudes de onda, pero la intensidad no era la misma en todas ellas; el máximo de la energía emitida se hallaba a una cierta longitud de onda que dependía de la temperatura del cuerpo negro.

El problema desesperó a los físicos de la época durante cierto tiempo, dado que eran capaces de explicar ciertas partes de la radiación, pero no su conjunto, hasta que Max Planck aplicó un nuevo razonamiento al problema. Según Planck, Wien estaba equivocado, y realmente el cuerpo negro no tenía porqué emitir radiación en todas las longitudes de onda. Muy al contrario, sólo podía emitir radiación de ciertas longitudes de onda; es decir, la energía no era continua, sino que era emitida en forma de paquetes. Planck fue un paso más allá, y propuso que cuando un cierto paquete de energía era muy grande, la longitud de onda de la radiación correspondiente era muy pequeña (o alternativamente, su frecuencia era muy grande). Planck llamó a esos paquetes de energía cuantos (del latín quantum, que significa precisamente cuánto), y resumió su trabajo en una pequeña ecuación conocida como ecuación de Planck. Haciendo uso de dicha ecuación, el problema de la radiación del cuerpo negro puede resumirse en que la radiación emitida no es tanto función de la cantidad de energía total del cuerpo negro, sino de qué cantidad de energía tienen los cuantos de radiación de las distintas longitudes de onda. La teoría de Planck y su solución al problema de la radiación del cuerpo negro son fundamentales para la formulación posterior de la teoría cuántica

Aunque podría pensarse que la radiación del cuerpo negro no tiene ningún protagonismo en la ciencia-ficción, los aficionados a la física pueden encontrar en la reciente COSMO, de Gregory Benford, un pequeño comentario y un gráfico sobre este tema, ya que el pequeño cosmo se comporta precisamente como un cuerpo negro.

© Jacobo Cruces Colado,
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