planck 1 - QUIMICA-INGENIERIAENERGIA

En el año 1900 Planck formuló que la energía asociada a la radiación
electromagnética viene en pequeñas unidades indivisibles llamadas
cuantos. Avanzando en el desarrollo de esta teoría, descubrió una
constante de naturaleza universal que se conoce como la constante de
Planck. La ley de Planck establece que la energía de cada cuanto es igual
a la frecuencia de la radiación multiplicada por la constante universal. Se
trata de una ley fundamental de la teoría quántica, ya que con ella se
describe la cuantificación de la radiación electromagnética.
De acuerdo a la ley de Planck, cada cuanto se asocia a un solo fotón. La
magnitud E de los cuantos depende de la frecuencia f de la radiación
según la fórmula:
E = hf,
donde h es la constante de Planck. La constante de Planck
generalmente se expresa en joule · seg. y la frecuencia en hertzios.
Así, el resultado de la energía de un cuanto se estima en joule.
El producto de la energía y del tiempo se refiere a veces como a
una acción. Por lo tanto, h se refiere a veces como el cuanto
elemental de una acción.
En estudios de astrofísica, es bastante común la aplicación de la ley de
Planck cuando se necesita estimar la «intensidad específica» de un
objeto. El carácter exacto de la relación entre la intensidad específica
emitida y la frecuencia está dada, para el caso de un cuerpo estelar, por
la ley de Planck:
[01]
en que h = 6.6262 x 10-27 erg · seg. y es la constante de Planck; c =
2.9979, que corresponde a la velocidad de la luz, y k = 1.3807 x 1016 erg grado-1, que es la constante de Boltzmann.
Algunas veces se opta por expresar la ley de Planck en función de
la longitud de onda más bien que de la frecuencia.
Entonces tenemos:
en que el signo menos solamente s
decrece.
Ahora bien, si consideramos la siguiente relación:
[02]
se tendrá:
o sea:
[03]
Las funciones I e I para un cuerpo negro se designan
generalmente por B ( T ) y B ( T ).
La figura L - P 2, muestra uno de los gráficos con B ( T ) en
distribución de la energía cambia al variar la temperatura: la
longitud de onda del máximo se desplaza hacia el violeta y la
cantidad total de energía radiada aumenta para las temperaturas
más altas.
Una de las propiedades importantes del equilibrio termodinámico
es que el campo de radiación es exactamente el mismo en
cualquier punto y en todas direcciones. Esto implica que la
intensidad media J es igual a la función de Planck, y que el flujo
en cualquier dirección es cero, ya que no hay transferencia neta de
energía.