¿Qué ley hizo Max Planck?

La ley de Planck describe la radiación electromagnética emitida por un cuerpo negro en equilibrio térmico en una temperatura definida. Se trata de un resultado pionero de la física moderna y la teoría cuántica.

LEY DE PLANCK

No todas las superficies emiten o absorben la misma cantidad de energía radiante cuando se calientan a la misma temperatura. Un cuerpo que absorba o emita a una temperatura determinada la máxima cantidad de energía posible se denomina superficie negra o simplemente cuerpo negro.

La constante de Planck, simbolizada con la letra h (o bien ħ=h/2π, en cuyo caso se conoce como constante reducida de Planck), es una constante física que representa al cuanto elemental de acción. Es la relación entre la cantidad de energía y de frecuencia asociadas a un cuanto o a una partícula.

La constante de Planck se aplica en física cuando se trabaja a escala atómica; por ejemplo, a la hora de calcular la energía de un fotón del espectro visible en el verde con una frecuencia de 5.77 x 10¹⁴ Hz.

Las leyes fundamentales de la mecánica cuántica expresan la correlación existente entre los valores físicos que caracterizan las propiedades corpusculares de la partícula, su energía y su impulso, y los valores que caracterizan sus propiedades ondulatorias: frecuencia y longitud de onda.

LEYES DE RADIACIÓN

1. Todos los objetos con temperatura mayor a 0°K emiten energía radiante, por ejemplo: el Sol, la Tierra, la atmósfera, las personas, etc. 2. Los objetos con mayor temperatura radian más energía total por unidad de área que los objetos más fríos (ver figura 4).

Planck propuso una idea revolucionaria que resolvía la cuestión: la radiación no es emitida de forma continua sino en cuantos de energía discreta, los fotones. La energía de estos cuantos es proporcional a su frecuencia, lo que se expresa a través de una de las leyes más importantes de la física: la ley de Planck.

La teoría de Planck no solo dio respuesta al problema del cuerpo negro sino que ayudo a Einstein a poder explicar el efecto fotoeléctrico y todo gracias a la idea de considerar que la luz no viaja como partícula sino como quantos .

En la actualidad, esta constante es muy utilizada en física para medir la energía de una radiación, no solamente en una unidad de energía, sino también en unidades de longitud y de frecuencia.

El factor de proporcionalidad sería una constante (símbolo h); se llama constante de Planck por razones que veremos más adelante. Por lo tanto, en el modelo que propone Einstein, la energía luminosa en un haz de frecuencia viene en paquetes, cada uno con una energía E = hf, donde h = 6,626·10^-34 J · s.

La llamada teoría cuántica de Bohr planteaba que el electrón da vueltas al núcleo siguiendo las leyes clásicas pero sometido a limitaciones, como las órbitas que puede ocupar y la energía que pierde en forma de radiación cuando salta de una órbita a otra.

Las unidades de Planck o unidades naturales son un sistema de unidades propuesto por primera vez en 1899 por Max Planck. El sistema mide varias de las magnitudes fundamentales del universo: tiempo, longitud, masa, carga eléctrica y temperatura.

Niels Bohr, padre de la física cuántica, a 100 años de su Premio Nobel - Actividad - El Colegio Nacional.

La teoría cuántica, también conocida como mecánica cuántica, es un área de la física cuyos principales objetos de estudio son los elementos que se encuentran a nivel microscópico. Átomos, electrones y moléculas son ejemplos de estructuras que habitan el mundo subatómico.

En 1900, el físico alemán Max Planck abrió la puerta al mundo de la física cuántica con su teoría sobre los cuerpos negros y la radiación, conocida posteriormente como Ley de Planck.

La Teoría Cuántica es una teoría netamente probabilista.

Nos habla de la probabilidad de que un suceso dado acontezca en un momento determinado, no de cuándo ocurrirá ciertamente el suceso en cuestión.

La radiación ionizante proviene de máquinas de rayos X, partículas cósmicas del espacio exterior y elementos radiactivos. Los elementos radiactivos emiten radiación ionizante al desintegrarse los átomos radiactivamente.

Emisión del cuerpo humano

El cuerpo humano irradia energía como luz infrarroja. La potencia neta radiada es la diferencia entre la potencia emitida y la potencia absorbida: es la emisividad y T₀ es la temperatura ambiente.

La ley de Stefan-Boltzmann establece que un cuerpo negro emite radiación térmica con una potencia emisiva hemisférica total proporcional a la cuarta potencia de su temperatura.

La teoría cuántica demuestra que tales frecuencias corresponden a niveles definidos de los cuantos de luz, o fotones, y es el resultado del hecho de que los electrones del átomo solo pueden tener ciertos valores de energía permitidos.

El origen de la teoría cuántica fue el descubrimiento de los cuantos de energía electromagnética emitidos por un cuerpo negro por Max Planck en 1901.

Un cuerpo negro es un objeto ideal en equilibrio termodinámico con su entorno que se comporta como un perfecto "absorbente de radiación" (toda la radiación incidente es absorbida y no hay reflexión ni transmisión, lo que explica por qué tal cuerpo nos parecería negro).

Mecánica cuántica

En 1900, Planck descubrió la constante fundamental que lleva su nombre, que es utilizada para calcular la energía de un fotón. El físico descubrió que la radiación no es emitida ni absorbida en forma continua, sino en pequeñas cantidades a las que denominó cuantos.

Por si alguien tiene curiosidad y la cifra le dice algo, el tiempo de Planck equivale a 5.39124 x 10^-44 segundos, es decir, a: 0,000000000000000000000000000000000000000000539124 segundos. Este número es el mínimo tiempo en el que puede ocurrir algo, digamos, con sentido.

Símbolo. 1 Física. donde h es la constante de Planck, tiene un valor aproximado de 6.626e-34 J⋅s ó 1.98644586 × 10^-25 J⋅m.

La frecuencia umbral corresponde a la mínima frecuencia de la luz incidente sobre la superficie de un metal para que tenga lugar el efecto fotoeléctrico (se produzca la emisión de electrones desde la superficie de un metal).

El cuanto de acción es la magnitud fundamental, descubierta por Planck (1900), de la mecánica cuántica. Constituye un límite especial entre los micro y los macro-fenómenos. La esfera en que es admisible desdeñar la magnitud del cuanto de acción suponiéndolo igual a cero, es la macroscópica.