LEY DE RAYLEIGH-JEANS UN PASO MÁS HACIA LA CUANTICA En el intento de explicar y modelar lo fenómenos naturales, el hombre se ha chocado con un sin número de problemas y paradigmas que después de variados esfuerzos se han podido derribar, aunque no todos, si algunos de estos. La ley de Rayleigh y Jeans fue uno de los múltiples intentos por explicar la radiación espectral de la radiación electromagnética emitida por un cuerpo negro a una temperatura determinada. Un cuerpo negro es un objeto teórico o ideal que absorbe toda la luz y toda la energía radiante que incide sobre él. Nada de la radiación incidente se refleja o pasa a través del cuerpo negro. A pesar de su nombre, el cuerpo negro emite luz y constituye un modelo ideal físico para el estudio de la emisión de radiación electromagnética. Aunque con una falla importante, presentada en este documento, el planteamiento de los científicos ingleses fue un importante paso ya que la explicación de este fenómeno venia en desarrollo desde hace casi medio siglo con algunos tropiezos, con los estudios anteriores como la ley de Wien y la ley de Stefen-Boltzmann. Es importante conocer antes de una teoría perfecta, cuales fueron los pasos para llegar a ella, entonces se hace indispensable comprender y aprehender los conocimientos transmitidos por la ley de Rayleigh-Jeans, como las leyes de Wien y de Stefen-Boltzmann. para tener un conocimiento estructurado del problema de la radiación del cuerpo negro. Todo cuerpo emite energía en forma de ondas electromagnéticas, o radiación, así que un cuerpo a temperatura ambiente emite radiación, aunque no es notable por su baja temperatura, al aumentar la temperatura de un cuerpo también aumenta la “intensidad” de la radiación emitida por dicho cuerpo. La intensidad de esta radiación está determinada por la longitud de onda y la frecuencia de las ondas electromagnéticas emitidas por el cuerpo. Estudiar la relación de estas propiedades y la temperatura a la cual se somete un cuerpo no debió ser fácil, menos en aquella época donde no se contaba con la tecnología que ahora es tan indispensable para el rápido desarrollo y exactitud de una “ley o teoría”. Así que la ley de Rayleigh-Jeans busca explicar el proceso que describe la interacción entre la materia y la radiación, el modo en que la materia intercambia energía, emitiéndola o absorbiéndola, con una fuente de radiación. Para poder explicar el comportamiento de la radiación emitida por un cuerpo negro los científicos ingleses Rayleigh y Jeans partieron de unas consideraciones basadas en sus experiencias, aunque sin unas técnicas precisas en sus mediciones: De acuerdo con las predicciones del electromagnetismo clásico, un cuerpo negro ideal en equilibrio térmico debía emitir energía en todos los rangos de frecuencia; de manera que a mayor frecuencia, mayor energía. La anterior es la formulación Matemática de la Ley de Rayleigh y Jeans, en donde KB es la constante de Boltzmann, T es la temperatura, y c es la velocidad de la luz. Es indiscutible que es lógico pensar que la densidad de energía es proporcional a la temperatura y a la frecuencia de la radiación emitida por el cuerpo. Ya que aumentar la temperatura de un cuerpo implica aumentar la movilidad de las partículas que lo componen y por consiguiente aumentar la intensidad de las ondas electromagnéticas producidas por dichas partículas. Entonces hasta el momento todo iba bien, el modelo se ajustaba a la realidad, pero al intentar comprobarlo experimentalmente notaron que había cierto desacuerdo con la realidad, resulta que este modelo matemático solo estaba de acuerdo con la realidad cuando se trataba de bajas frecuencias, ya que a altas frecuencias la densidad de energía tendía a un valor de 0. Este problema se conoció como la “catástrofe ultravioleta”. No debió ser fácil para Rayleigh y Jeans como para la ciencia enfrentar esta problema, ya que durante el desarrollo del modelo no se habían presentado problemas o discrepancias con la realidad, todos estaban de acuerdo con él, y de un momento a otro descubrir que contradecía la teoría clásica ondulatoria convertía en un fracaso aunque grande no total en el intento de solucionar el problema de la radiación del cuerpo negro. Pero la catástrofe ultravioleta no llego de la mano con un fracaso rotundo ya que poco tiempo después aparecería Max Planck no solo con una solución a este problema si no con una teoría que revolucionaria por completo el estudio de la física y daría bases para la hoy conocida “física cuántica”. Entonces podemos concluir que aunque la ley de Wien daba una explicación experimental correcta si la frecuencia de la radiación es alta, pero fallaba para frecuencias bajas, y, por su parte, la Ley de Rayleigh-Jeans daba una explicación experimental correcta si la frecuencia de la radiación es baja, pero fallaba para frecuencias altas, estos fueron pasos importantes en el análisis del problema de la radiación del cuerpo negro, pasos que finalmente llevaron a un planteamiento que rompió con un paradigma que conllevo a una gran revolución en el estudio de la física.