Divulgación Tratando de entender radiación del cuerpo negro.

[Fedenet]

Tratando de entender de esta parte del artículo de la Wikipedia sobre "dualidad onda-partícula" sobre la razón de la curva de emisión del cuerpo negro...

The solution arrived in 1900 when Max Planck hypothesized that the frequency of light emitted by the black body depended on the frequency of the oscillator that emitted it, and the energy of these oscillators increased linearly with frequency (according to his constant h, where E = hv). This was not an unsound proposal considering that macroscopic oscillators operate similarly: when studying five simple harmonic oscillators of equal amplitude but different frequency, the oscillator with the highest frequency possesses the highest energy (though this relationship is not linear like Planck's). By demanding that high-frequency light must be emitted by an oscillator of equal frequency, and further requiring that this oscillator occupy higher energy than one of a lesser frequency, Planck avoided any catastrophe; giving an equal partition to high-frequency oscillators produced successively fewer oscillators and less emitted light. And as in the Maxwell–Boltzmann distribution, the low-frequency, low-energy oscillators were suppressed by the onslaught of thermal jiggling from higher energy oscillators, which necessarily increased their energy and frequency.

Entiendo esto:

Los osciladores de mayor frecuencia necesitan más energía, y como cada oscilador del cuerpo recibe la misma cantidad de energía, entonces la amplitud de los de mayor frecuencia decrece.


¿Es correcta esta interpretación de lo que pude entender sobre este fenómeno?

Saludos.

[pod]

Re: Tratando de entender radiación del cuerpo negro.

De forma cualitativa, diría que no me suena mal lo que dices.

[Fedenet]

Re: Tratando de entender radiación del cuerpo negro.

Profundizando un poco más...



Eso que dije antes explicaría la parte izquierda de la curva, la parte derecha sería explicada por el hecho de que hay un límite a la amplitud de onda.

Si se explica así... ¿Por qué la necesidad de hablar de paquetes de energía?

[pod]

Re: Tratando de entender radiación del cuerpo negro.

Profundizando un poco más...



Eso que dije antes explicaría la parte izquierda de la curva, la parte derecha sería explicada por el hecho de que hay un límite a la amplitud de onda.

Si se explica así... ¿Por qué la necesidad de hablar de paquetes de energía?

No hay un límite en la longitud de onda.

La explicación que dice que los fotones emitidos tienen la misma frecuencia que los osciladores contenidos en la cantidad del cuerpo negro, y que su energía es lineal. Cada oscilador = un paquete de energía.

[Fedenet]

Re: Tratando de entender radiación del cuerpo negro.

¿Cuál es la explicación de la escasa radiación a bajas frecuencias?

La explicación que dice que los fotones emitidos tienen la misma frecuencia que los osciladores contenidos en la cantidad del cuerpo negro, y que su energía es lineal. Cada oscilador = un paquete de energía.

¿Por qué no se puede evitar hablar de "paquetes de energía"?


En este gráfico...

¿Qué es exactamente la intensidad del eje de las ordenadas?
¿Toma en cuenta que la radiación de mayor frecuencia es más energética?

Muchas gracias pod por la atención que me estás brindando.

Saludos!

[pod]

Re: Tratando de entender radiación del cuerpo negro.

¿Cuál es la explicación de la escasa radiación a bajas frecuencias?

Bajas frecuencias significa larga longitud de onda. Caben menos osciladores grandes que pequeños.

¿Por qué no se puede evitar hablar de "paquetes de energía"?


En este gráfico...

¿Qué es exactamente la intensidad del eje de las ordenadas?
¿Toma en cuenta que la radiación de mayor frecuencia es más energética?

Muchas gracias pod por la atención que me estás brindando.

Saludos!

Eh, lo que ahí pintan no se ve muy bien. Pero asumo que será simplemente la densidad espectral en función de la función de onda. Entonces, las unidades del eje vertical son: energía total radiada por unidad de tiempo, de superfície, de ángulo sólido y de longitud de onda.

La unidad de mayor frecuencia no es más energética. La radiación de mayor frecuencia esta compuesta por fotones más energéticos, eso sí. Pero si hay muchos fotones de poca energía, y muy pocos con energía grande, es posible que la radiación con mayor frecuencia contenga menos energía en total.

Y sí, lo tiene en cuenta. Esa gráfica mide la potencia total emitida (por unidad de área y de ángulo sólido) en una longitud de onda concreta; no la cantidad de fotones.

[Fedenet]

Re: Tratando de entender radiación del cuerpo negro.

Bajas frecuencias significa larga longitud de onda. Caben menos osciladores grandes que pequeños.

Al decir "caben"... ¿te referís al espacio total que tienen para desplazarse las cargas en movimiento?

Te quiero avisar que quiero entender esto evitando el uso de fotones o paquetes hasta que sea inevitable recurrir a ello.




Esto es lo que entendí:

El cuerpo negro está compuesto de diferentes osciladores, con una frecuencia fija cada uno. Al aumentar la temperatura aumenta la velocidad de oscilación.
En este caso, para mantener la frecuencia, deben aumentar su amplitud.


En el caso de osciladores de baja frecuencia, están limitados por la amplitud, por ello cuando alcanzan este límite no aumenta más la intensidad con la temperatura.

En el caso de los de alta frecuencia, como requieren más energía, necesitan disminuir su amplitud, por eso es más pronunciada la caída, aquí no depende tanto de la temperatura.

En el medio tenemos la mayor energía, ya que no sufren las pérdidas anteriores.



Si todo esto es correcto, aún no aparece la urgente necesidadad de hablar de paquetes o fotones, ¿es así?


Saludos!

[pod]

Re: Tratando de entender radiación del cuerpo negro.

Al decir "caben"... ¿te referís al espacio total que tienen para desplazarse las cargas en movimiento?

Te quiero avisar que quiero entender esto evitando el uso de fotones o paquetes hasta que sea inevitable recurrir a ello.




Esto es lo que entendí:

El cuerpo negro está compuesto de diferentes osciladores, con una frecuencia fija cada uno. Al aumentar la temperatura aumenta la velocidad de oscilación.
En este caso, para mantener la frecuencia, deben aumentar su amplitud.


En el caso de osciladores de baja frecuencia, están limitados por la amplitud, por ello cuando alcanzan este límite no aumenta más la intensidad con la temperatura.

En el caso de los de alta frecuencia, como requieren más energía, necesitan disminuir su amplitud, por eso es más pronunciada la caída, aquí no depende tanto de la temperatura.

En el medio tenemos la mayor energía, ya que no sufren las pérdidas anteriores.



Si todo esto es correcto, aún no aparece la urgente necesidadad de hablar de paquetes o fotones, ¿es así?


Saludos!

Al hablar de osciladores estás hablando de "paquetes". Por que dices que cada oscilador emite radiación de su frecuencia.

[pod]

Re: Tratando de entender radiación del cuerpo negro.

Al decir "caben"... ¿te referís al espacio total que tienen para desplazarse las cargas en movimiento?

Te quiero avisar que quiero entender esto evitando el uso de fotones o paquetes hasta que sea inevitable recurrir a ello.




Esto es lo que entendí:

El cuerpo negro está compuesto de diferentes osciladores, con una frecuencia fija cada uno. Al aumentar la temperatura aumenta la velocidad de oscilación.
En este caso, para mantener la frecuencia, deben aumentar su amplitud.


En el caso de osciladores de baja frecuencia, están limitados por la amplitud, por ello cuando alcanzan este límite no aumenta más la intensidad con la temperatura.

En el caso de los de alta frecuencia, como requieren más energía, necesitan disminuir su amplitud, por eso es más pronunciada la caída, aquí no depende tanto de la temperatura.

En el medio tenemos la mayor energía, ya que no sufren las pérdidas anteriores.



Si todo esto es correcto, aún no aparece la urgente necesidadad de hablar de paquetes o fotones, ¿es así?


Saludos!

Al hablar de osciladores estás hablando de "paquetes". Por que dices que cada oscilador emite radiación de su frecuencia.

[Fedenet]

Re: Tratando de entender radiación del cuerpo negro.

Al hablar de osciladores estás hablando de "paquetes". Por que dices que cada oscilador emite radiación de su frecuencia.

Ok, a cada oscilador lo llamamos paquete (aunque no veo la necesidad aún de ponerle ese nombre).

Hasta aquí... ¿existe la necesidad de hablar de una partícula llamada fotón?
¿O eso es necesario recién en el efecto fotoeléctrico?

(Las preguntas sobre el efecto fotoeléctrico las haré en otro momento y en otro hilo, una vez que no haya más dudas aquí)

¿Es totalmente correcto lo que expuse como mi interpretación del fenómeno, o sólo es correcto a un nivel de divulgación?

No tengo muy claro el tema de los prefijos en los títulos de mensaje.

Saludos.

[pod]

Re: Tratando de entender radiación del cuerpo negro.

Ok, a cada oscilador lo llamamos paquete (aunque no veo la necesidad aún de ponerle ese nombre).

Hasta aquí... ¿existe la necesidad de hablar de una partícula llamada fotón?
¿O eso es necesario recién en el efecto fotoeléctrico?

(Las preguntas sobre el efecto fotoeléctrico las haré en otro momento y en otro hilo, una vez que no haya más dudas aquí)

¿Es totalmente correcto lo que expuse como mi interpretación del fenómeno, o sólo es correcto a un nivel de divulgación?

No tengo muy claro el tema de los prefijos en los títulos de mensaje.

Saludos.

Historicamente, Planck pensó que esto sólo era un artifacto para realizar el cálculo, pero en la existencia de una partícula real que llevara la energía en paquetes. La evidencia llegó más tarde (si, el efecto fotoeléctrico ayudó a ello mucho).

[Fedenet]

Re: Tratando de entender radiación del cuerpo negro.

Muchas gracias pod, con tu ayuda puedo decir que llegué a entender el fenómeno.

Lo siguiente será el efecto fotoeléctrico.

[Fedenet]

Re: Tratando de entender radiación del cuerpo negro.

Perdón por "doble postear" pero me quedaban unas dudas despues de leer un poco más...

Yo decía que los osciladores de altas frecuencias con la misma energía tenían menor amplitud, entonces...
¿La intensidad emitida por éstos no debería permanecer igual?
O sea, tendrían menor amplitud pero la misma energía.


Y con respecto a los de baja frecuencia... ¿aquí tiene sentido hablar de paquetes de energía proporcionales a la frecuencia, cuando en realidad la energía depende de la amplitud máxima además?

Disculpá con tantas preguntas pod, agradezco lo que hacés.

Saludos!

[pod]

Re: Tratando de entender radiación del cuerpo negro.

Perdón por "doble postear" pero me quedaban unas dudas despues de leer un poco más...

Yo decía que los osciladores de altas frecuencias con la misma energía tenían menor amplitud, entonces...
¿La intensidad emitida por éstos no debería permanecer igual?
O sea, tendrían menor amplitud pero la misma energía.


Y con respecto a los de baja frecuencia... ¿aquí tiene sentido hablar de paquetes de energía proporcionales a la frecuencia, cuando en realidad la energía depende de la amplitud máxima además?

Disculpá con tantas preguntas pod, agradezco lo que hacés.

Saludos!

Precisamente, lo novedoso de todo esto es que la energía no depende de la amplitud, sino de la frecuencia. Es como si todos los osciladores tuvieran la misma amplitud. Si hay pocos osciladores, aunque muy energéticos, la energía total emitida en esa frecuencia será poca.

En lenguaje moderno, diríamos que la energía de cada fotón es proporcional a la frecuencia, y el número de fotones emitidos por un sólo oscilador es proporcional a la amplitud.

[leotardo de bici]

Re: Tratando de entender radiación del cuerpo negro.

leeros a thomas kuhn, un rollo 300pag, 1º/3 pelotera con botzman, segun la tesis sesuda del tio este plank no descubrio la cuantificacion, aunque si e=nhf. no entendi nada despues de leerlo 4 veces y comprarlo en papel.

otro librito de cabezera es "fisica cuantica para principiantes", en formato comix, alli el efecto fotoelectrico facilisimo, dificil de encontrar en españa, editan en argentina.

la grafica se veria mejor con f en la horizontal y no la landa, se veria el pico max y la superficie seguir ley de wien.

yo tambien llevo años a ratitos estudiando el tema, yo busco la "cuantica continua" con simulaciones termodinamicas.
un tropiezo es el problema del flujo y velocidad, un gas a poca presion y gran velo puede tener igual e que uno comprimido y lento, con la luz pasa lo mismo, las graficas recogen la e, pero no coincide con el "flujo de luz", por ser el azul mas "comprimido" (porta mas e) que el rojo.