Radiación térmica y espectros atómicos en la física cuántica

Radiación térmica

Cuando calentamos un cuerpo (hierro) observamos que al aumentar la temperatura se pone ‘al rojo’, es decir, emite luz de ese color. También el filamento de una bombilla se pone incandescente al calentarse. El cuerpo humano emite radiación infrarroja por el hecho de estar a 37ºC. Un hecho que se observa es que a mayor temperatura mayor frecuencia.

Modelo ideal: cuerpo negro

Un cuerpo negro absorbe toda la radiación que incide en él y emite la mayor cantidad de radiación posible a cualquier temperatura. Se propone un modelo ideal llamado cuerpo negro, que sería una cavidad de paredes absorbentes con un pequeño agujero al exterior.

Ley de Wien

A mayor temperatura, la longitud de onda correspondiente al valor máximo de emisión es menor (λmax*T=2,9×10^-3mk).

Explicación de Planck de la radiación térmica

Planck propone que la energía se emite de forma discreta, concentrada en cuantos o paquetes de energía. La energía emitida depende de la frecuencia de vibración de los átomos del material (E=hf). La emisión de radiación está cuantizada.

Espectros atómicos

Al calentar un cuerpo emite radiación (luz) formada por ondas electromagnéticas de diferentes frecuencias. Cada elemento químico tiene su propio espectro característico.

Explicación de Bohr de los espectros atómicos

Bohr introduce postulados en el modelo atómico para explicar la emisión y absorción de radiación por los electrones. Los electrones solo pueden ocupar ciertas órbitas y emiten radiación al saltar entre ellas.

Principio de incertidumbre de Heisenberg

Heisenberg descubrió que es imposible medir simultáneamente y con exactitud la posición y la cantidad de movimiento de una partícula. Este principio limita el conocimiento que podemos tener sobre la naturaleza.

Validez de la física clásica

La física cuántica será aplicable en todas las situaciones, pero su empleo es complicado. La física clásica se puede usar cuando el carácter ondulatorio de la materia es despreciable.