{"id":39590,"date":"2019-09-15T21:48:30","date_gmt":"2019-09-15T20:48:30","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/que-es-la-catastrofe-ultravioleta-catastrofe-de-rayleigh-jeans-definicion\/"},"modified":"2020-01-06T08:46:22","modified_gmt":"2020-01-06T07:46:22","slug":"que-es-la-catastrofe-ultravioleta-catastrofe-de-rayleigh-jeans-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-la-catastrofe-ultravioleta-catastrofe-de-rayleigh-jeans-definicion\/","title":{"rendered":"Qu\u00e9 es la cat\u00e1strofe ultravioleta &#8211; Cat\u00e1strofe de Rayleigh-Jeans &#8211; Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-clearfix\">La inconsistencia entre las observaciones y las predicciones de la f\u00edsica cl\u00e1sica se conoce como la cat\u00e1strofe ultravioleta o la cat\u00e1strofe de Rayleigh-Jeans.\u00a0Ingenieria termal<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>Cat\u00e1strofe ultravioleta<\/h2>\n<p>Antes de la\u00a0<strong><a title=\"Ley de Planck - Hip\u00f3tesis de Planck\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/radiation-heat-transfer\/plancks-law-plancks-hypothesis\/\">hip\u00f3tesis de Planck<\/a>\u00a0, los<\/strong>\u00a0f\u00edsicos intentaron describir la radiaci\u00f3n espectral de la radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica mediante\u00a0<strong>la f\u00edsica cl\u00e1sica<\/strong>\u00a0.\u00a0La aproximaci\u00f3n basada en la f\u00edsica cl\u00e1sica se conoce como la\u00a0<strong>ley Rayleigh-Jeans<\/strong>\u00a0.<\/p>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<p>Del mismo modo que para la\u00a0<strong>ley de Planck<\/strong>\u00a0, la\u00a0<strong>ley de Rayleigh-Jeans<\/strong>\u00a0da la radiancia espectral de un cuerpo en funci\u00f3n de \u03bd frecuencia a la temperatura absoluta T:<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rayleigh-Jeans-Law-equation.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-21001 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rayleigh-Jeans-Law-equation.png\" alt=\"Ley de Rayleigh-Jeans - ecuaci\u00f3n\" width=\"203\" height=\"89\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rayleigh-Jeans-Law-equation.png\" \/><\/a>d\u00f3nde<\/p>\n<ul>\n<li><strong><em>B\u00a0<sub>\u03bd<\/sub>\u00a0(v, T)<\/em><\/strong>\u00a0es la radiancia espectral (la potencia por unidad de \u00e1ngulo s\u00f3lido y por unidad de \u00e1rea normal a la propagaci\u00f3n) densidad de frecuencia<i>\u00a0\u03bd<\/i>\u00a0radiaci\u00f3n por unidad de frecuencia en equilibrio t\u00e9rmico a temperatura T<\/li>\n<li><b>c<\/b>\u00a0es la velocidad de la luz en el vac\u00edo<\/li>\n<li><strong>k\u00a0<sub>B<\/sub><\/strong>\u00a0es la constante de Boltzmann<\/li>\n<li><b><i>\u03bd<\/i><\/b>\u00a0es la frecuencia de la radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica<\/li>\n<li><b>T<\/b>\u00a0es la temperatura absoluta del cuerpo<\/li>\n<\/ul>\n<figure id=\"attachment_21002\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-21002\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/ultraviolet-catastrophe-chart.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-21002 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/ultraviolet-catastrophe-chart-300x248.png\" alt=\"cat\u00e1strofe ultravioleta\" width=\"300\" height=\"248\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/ultraviolet-catastrophe-chart-300x248.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-21002\" class=\"wp-caption-text\">La cat\u00e1strofe ultravioleta es el error en las longitudes de onda cortas en la ley de Rayleigh-Jeans (representada como &#8220;teor\u00eda cl\u00e1sica&#8221; en el gr\u00e1fico) para la energ\u00eda emitida por un cuerpo negro ideal.\u00a0El error, mucho m\u00e1s pronunciado para las longitudes de onda cortas, es la diferencia entre la curva negra (como lo predice cl\u00e1sicamente la ley de Rayleigh-Jeans) y la curva azul (la curva medida como lo predice la ley de Planck).<br \/>\nFuente: wikipedia.org Licencia: Dominio p\u00fablico<\/figcaption><\/figure>\n<p>El espectro electromagn\u00e9tico predicho por esta f\u00f3rmula concuerda con los resultados experimentales a bajas frecuencias (longitudes de onda grandes) pero\u00a0<strong>no est\u00e1 de acuerdo con las frecuencias altas<\/strong>\u00a0(longitudes de onda cortas).\u00a0Esta inconsistencia entre las observaciones y las predicciones de la f\u00edsica cl\u00e1sica se conoce com\u00fanmente como la\u00a0<b>cat\u00e1strofe ultravioleta<\/b>\u00a0o la\u00a0<b>cat\u00e1strofe de\u00a0<\/b><b>Rayleigh-Jeans<\/b>\u00a0.\u00a0Al calcular la cantidad total de energ\u00eda radiante (es decir, la suma de las emisiones en todos los rangos de frecuencia), se puede demostrar que un\u00a0<a title=\"\u00bfQu\u00e9 es el cuerpo negro? Definici\u00f3n de cuerpo negro\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/radiation-heat-transfer\/what-is-blackbody-definition-of-blackbody\/\">cuerpo negro<\/a>\u00a0en este caso liberar\u00eda una cantidad infinita de energ\u00eda, lo que est\u00e1 en contradicci\u00f3n con la\u00a0<a title=\"Ley de la conservaci\u00f3n de la energ\u00eda\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/laws-of-conservation\/law-of-conservation-of-energy\/\">ley de conservaci\u00f3n de la energ\u00eda.<\/a>\u00a0.<\/p>\n<p>El estudio de las leyes de los cuerpos negros y el fracaso de la f\u00edsica cl\u00e1sica para describirlos ayud\u00f3 a establecer los fundamentos de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica.\u00a0La soluci\u00f3n de este problema fue propuesta por el f\u00edsico te\u00f3rico alem\u00e1n Max Planck, quien introdujo una suposici\u00f3n muy extra\u00f1a (por el momento), de que la energ\u00eda se irradia y se absorbe en discretos &#8220;cuantos&#8221; (o paquetes de energ\u00eda).\u00a0Los supuestos de Planck condujeron a la forma correcta de las funciones de distribuci\u00f3n espectral:<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/plancks-law-equation.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-full wp-image-21000 aligncenter lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/plancks-law-equation.png\" alt=\"ley de plancks - ecuaci\u00f3n\" width=\"279\" height=\"93\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/plancks-law-equation.png\" \/><\/a>d\u00f3nde<\/p>\n<ul>\n<li><strong><em>B\u00a0<sub>\u03bd<\/sub>\u00a0(v, T)<\/em><\/strong>\u00a0es la radiancia espectral (la potencia por unidad de \u00e1ngulo s\u00f3lido y por unidad de \u00e1rea normal a la propagaci\u00f3n) densidad de frecuencia<i>\u00a0\u03bd<\/i>\u00a0radiaci\u00f3n por unidad de frecuencia en equilibrio t\u00e9rmico a temperatura T<\/li>\n<li><strong>h<\/strong>\u00a0es la constante de Planck<\/li>\n<li><b>c<\/b>\u00a0es la velocidad de la luz en el vac\u00edo<\/li>\n<li><strong>k\u00a0<sub>B<\/sub><\/strong>\u00a0es la constante de Boltzmann<\/li>\n<li><b><i>\u03bd<\/i><\/b>\u00a0es la frecuencia de la radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica<\/li>\n<li><b>T<\/b>\u00a0es la temperatura absoluta del cuerpo<\/li>\n<\/ul>\n<p>Albert Einstein resolvi\u00f3 el problema postulando que los cuantos de Planck eran part\u00edculas f\u00edsicas reales, lo que ahora llamamos fotones, no solo una ficci\u00f3n matem\u00e1tica.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>Radiaci\u00f3n de cuerpo negro<\/h2>\n<p>Se sabe que la cantidad de energ\u00eda de radiaci\u00f3n emitida desde una superficie a una longitud de onda dada depende del\u00a0<strong>material<\/strong>\u00a0del cuerpo y del estado de su\u00a0<strong>superficie<\/strong>\u00a0, as\u00ed como de la\u00a0<a title=\"\u00bfQu\u00e9 es la temperatura? F\u00edsica\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-la-temperatura-fisica-definicion\/\"><strong>temperatura de<\/strong><\/a>\u00a0la superficie\u00a0.\u00a0Por lo tanto, varios materiales emiten diferentes cantidades de energ\u00eda radiante incluso cuando est\u00e1n a la misma temperatura.\u00a0Un\u00a0<strong>cuerpo<\/strong>\u00a0que emite la\u00a0<strong>cantidad m\u00e1xima<\/strong>\u00a0de calor para su temperatura absoluta se llama\u00a0<strong>cuerpo negro<\/strong>\u00a0.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/blackbody-radiation-chart-min.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-20968 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/blackbody-radiation-chart-min-300x181.png\" alt=\"radiaci\u00f3n de cuerpo negro\" width=\"300\" height=\"181\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/blackbody-radiation-chart-min-300x181.png\" \/><\/a>Un\u00a0<strong>cuerpo negro<\/strong>\u00a0es un cuerpo f\u00edsico idealizado, que tiene propiedades espec\u00edficas.\u00a0Por definici\u00f3n, un cuerpo negro en equilibrio t\u00e9rmico tiene una\u00a0<strong>emisividad<\/strong>\u00a0de\u00a0<strong><em>\u03b5<\/em>\u00a0= 1.0<\/strong>\u00a0.\u00a0Los objetos reales no irradian tanto calor como un cuerpo negro perfecto.\u00a0Irradian menos calor que un cuerpo negro y, por lo tanto, se llaman cuerpos grises.<\/p>\n<p>La superficie de un cuerpo negro emite radiaci\u00f3n t\u00e9rmica a una velocidad de aproximadamente 448 vatios por metro cuadrado a temperatura ambiente (25 \u00b0 C, 298,15 K).\u00a0Los objetos reales con emisividades inferiores a 1.0 (p. Ej., Alambre de cobre) emiten radiaci\u00f3n a velocidades proporcionalmente m\u00e1s bajas (p. Ej., 448 x 0.03 = 13.4 W \/ m\u00a0<sup>2<\/sup>\u00a0).\u00a0<strong>La emisividad<\/strong>\u00a0juega un papel importante en los problemas de transferencia de calor.\u00a0Por ejemplo, los colectores de calor solar incorporan superficies selectivas que tienen muy bajas emisividades.\u00a0Estos colectores desperdician muy poca energ\u00eda solar a trav\u00e9s de la emisi\u00f3n de radiaci\u00f3n t\u00e9rmica.<\/p>\n<p>Dado que la\u00a0<strong>absorci\u00f3n<\/strong>\u00a0y la\u00a0<strong>emisividad<\/strong>\u00a0est\u00e1n interconectadas por la\u00a0<strong>Ley de radiaci\u00f3n t\u00e9rmica de Kirchhoff<\/strong>\u00a0, un\u00a0<strong>cuerpo negro<\/strong>\u00a0tambi\u00e9n es un absorbente perfecto de radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica.<\/p>\n<p><em><strong>Ley de Kirchhoff de radiaci\u00f3n t\u00e9rmica<\/strong>\u00a0:<\/em><\/p>\n<p><em>Para un cuerpo arbitrario que emite y absorbe radiaci\u00f3n t\u00e9rmica en equilibrio termodin\u00e1mico, la emisividad es igual a la capacidad de absorci\u00f3n.<\/em><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><strong>emisividad \u03b5 = absorbencia \u03b1<\/strong><\/p>\n<p>Un\u00a0<strong>cuerpo negro<\/strong>\u00a0absorbe toda la radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica incidente, independientemente de la frecuencia o el \u00e1ngulo de incidencia.\u00a0Su\u00a0<strong>capacidad de absorci\u00f3n<\/strong>\u00a0es, por lo tanto, igual a la unidad, que tambi\u00e9n es el valor m\u00e1s alto posible.\u00a0Es decir, un\u00a0<strong>cuerpo negro<\/strong>\u00a0es un\u00a0<strong>absorbente perfecto<\/strong>\u00a0(y un\u00a0<strong>emisor perfecto<\/strong>\u00a0).<\/p>\n<p>Tenga en cuenta que la radiaci\u00f3n visible ocupa una banda muy estrecha del espectro de 0.4 a 0.76 nm, no podemos hacer ning\u00fan juicio sobre la negrura de una superficie sobre la base de observaciones visuales.\u00a0Por ejemplo, considere el papel blanco que refleja la luz visible y, por lo tanto, parece blanco.\u00a0Por otro lado, es esencialmente negro para la radiaci\u00f3n infrarroja (\u00a0<strong>absorci\u00f3n \u03b1 = 0.94<\/strong>\u00a0) ya que absorben fuertemente la radiaci\u00f3n de longitud de onda larga.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>Este art\u00edculo se basa en la traducci\u00f3n autom\u00e1tica del art\u00edculo original en ingl\u00e9s. Para m\u00e1s informaci\u00f3n vea el art\u00edculo en ingl\u00e9s. Puedes ayudarnos. Si desea corregir la traducci\u00f3n, env\u00edela a: translations@nuclear-power.com o complete el formulario de traducci\u00f3n en l\u00ednea. Agradecemos su ayuda, actualizaremos la traducci\u00f3n lo antes posible. Gracias.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>La inconsistencia entre las observaciones y las predicciones de la f\u00edsica cl\u00e1sica se conoce como la cat\u00e1strofe ultravioleta o la cat\u00e1strofe de Rayleigh-Jeans.\u00a0Ingenieria termal Cat\u00e1strofe ultravioleta Antes de la\u00a0hip\u00f3tesis de Planck\u00a0, los\u00a0f\u00edsicos intentaron describir la radiaci\u00f3n espectral de la radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica mediante\u00a0la f\u00edsica cl\u00e1sica\u00a0.\u00a0La aproximaci\u00f3n basada en la f\u00edsica cl\u00e1sica se conoce como la\u00a0ley Rayleigh-Jeans\u00a0. &#8230; <a title=\"Qu\u00e9 es la cat\u00e1strofe ultravioleta &#8211; Cat\u00e1strofe de Rayleigh-Jeans &#8211; Definici\u00f3n\" class=\"read-more\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-la-catastrofe-ultravioleta-catastrofe-de-rayleigh-jeans-definicion\/\" aria-label=\"M\u00e1s en Qu\u00e9 es la cat\u00e1strofe ultravioleta &#8211; Cat\u00e1strofe de Rayleigh-Jeans &#8211; Definici\u00f3n\">Leer m\u00e1s<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[16],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v15.4 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Qu\u00e9 es la cat\u00e1strofe ultravioleta - Cat\u00e1strofe de Rayleigh-Jeans - Definici\u00f3n<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"La inconsistencia entre las observaciones y las predicciones de la f\u00edsica cl\u00e1sica se conoce como la cat\u00e1strofe ultravioleta o la cat\u00e1strofe de Rayleigh-Jeans. 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