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Radiación del cuerpo negro: La radiación del cuerpo negro es un fenómeno que se refiere a la emisión de radiación electromagnética por parte de un objeto, dependiendo únicamente de su temperatura. Max Planck, en 1900, formuló la ley de Planck, que describe la distribución espectral de la radiación del cuerpo negro. Esta ley incorpora la idea revolucionaria de que la energía se emite o absorbe en cuantos discretos, llamados cuantos de energía. Esta propuesta, aunque inicialmente desconcertante, sentó las bases para la teoría cuántica. Una aplicación práctica de la radiación del cuerpo negro y la ley de Planck se encuentra en la tecnología de infrarrojos, utilizada en dispositivos de visión nocturna y cámaras termográficas. Estos dispositivos aprovechan la radiación térmica emitida por los cuerpos, convirtiéndola en imágenes visibles, lo que tiene aplicaciones militares, de seguridad y médicas.
Teoría de la radiación cuántica: La teoría cuántica de la radiación, liderada por la formulación de Max Planck en 1900, fue fundamental para la comprensión y el desarrollo de la tecnología moderna. La piedra angular de esta teoría, la ley de Planck, no sólo resolvió algunos problemas en la descripción de la radiación del cuerpo negro, sino que también abrió la puerta a una nueva era de comprensión cuántica. Las aplicaciones de la radiación térmica en la vida cotidiana son diferentes. Desde la fabricación de semiconductores hasta la producción de electricidad solar, donde la conversión de la luz solar en electricidad se basa en el efecto fotovoltaico, otra de las aplicaciones prácticas más evidentes de la teoría cuántica de la radiación se encuentra en la tecnología infrarroja. Los dispositivos de visión en la oscuridad y las cámaras térmicas utilizan la radiación térmica emitida por el cuerpo y la convierten en una imagen visible. Efecto Fotoeléctrico : Albert Einstein, en 1905, propuso el efecto fotoeléctrico, un fenómeno en el que los electrones son liberados de un material cuando es iluminado por luz de suficiente energía. Esta idea desafió la visión clásica de la luz como una onda continua y contribuyó significativamente al establecimiento de la dualidad onda-partícula.
donde En medicina, la tomografía computarizada (TC) utiliza principios relacionados con el efecto Compton para obtener imágenes detalladas del interior del cuerpo. La dispersión de los rayos X dentro del cuerpo proporciona información crucial para diagnósticos precisos.
Cuestionario
1. El modelo clásico de la radiación del cuerpo negro conocido por la ley de Rayleigh-Jeans tiene dos defectos importantes. Identifíquelos y explique la forma en que la ley de Planck los resuelve. Los defectos son la divergencia ultravioleta y la predicción de una cantidad infinita de energía radiante a altas frecuencias. La ley de Planck resuelve estos problemas al introducir la cuantización de la energía, donde la energía se emite o absorbe en unidades discretas llamadas cuantos. Esto evita la divergencia ultravioleta y limita la cantidad de energía radiante a valores finitos 2. Todos los objetos emiten energía. ¿Por qué, en tal caso, no es capaz de ver todos los objetos existentes en un cuarto oscuro? Todos los objetos emiten energía en forma de radiación térmica, la cantidad de energía emitida depende de la temperatura del objeto. En un cuarto oscuro, los objetos a temperatura ambiente emiten radiación en el rango infrarrojo, que es invisible para el ojo humano. 3. Si observa el efecto fotoeléctrico en un metal, ¿podría concluir que también el efecto será observado en otro metal bajo iguales condiciones? Explique.
Un fotón de radiación ultravioleta, ya que la energía del fotón es proporcional a la frecuencia y la radiación ultravioleta tiene una frecuencia mayor que la luz amarilla
7. ¿Cuál de los siguientes es más probable que cause quemadura por entregar más energía a moléculas individuales en las células de la piel? a) Luz infrarroja, b) luz visible, c) luz ultravioleta, d) microondas, e) Las opciones de la a) a la d) son igualmente probables. La luz ultravioleta 8. ¿En qué difiere el efecto Compton del efecto fotoeléctrico? El efecto Compton habla sobre la dispersión de fotones y un cambio en su longitud de onda, el efecto fotoeléctrico se centra en la liberación de electrones de un material debido a la absorción de fotones con suficiente energía.
