Max
Planck, usando como modelo de átomo emisor de fotones un simple
oscilador, dedujo que la intensidad emitida a una cierta frecuencia
se determina por dos factores: el primero, proporcional al cuadrado
de la frecuencia, y el segundo, proporcional a la energía promedio
contenida en el oscilador que simula los atomos que emiten luz.
Con
ello Planck obtiene un resultado acorde con la ley de Wien y con la
catástrofe ultravioleta. Estas conclusiones de la mecánica y el
electromagnetismo clásicos son inevitables.
Para
eliminar esa catástrofe, Planck se vio forzado a una medida extrema y
audaz. Al calcular la energía promedio en cada oscilador postuló que
las energías del oscilador sólo vienen en paquetes, que él denominó
cuantos. La energa sólo puede ser múltiplo de una energa fundamental,
E0, que es la de un paquete. Con esta suposición tan revolucionaria,
Planck pudo explicar los resultados experimentales, eliminando así la
catástrofe ultravioleta. Con esto, terminó el periodo clásico de la
física y abrió un nuevo periodo que dominaría durante el siglo XX: la física cuántica.
Para
que su cálculo fuera consistente con la ley de Wien —que es un
resultado de la termodinámica, y por ello independiente de los
detalles del modelo empleado—, Max Planck tuvo que suponer que la
energía E0 es proporcional a la frecuencia v:
E0=
hv
Donde
h es la conocida constante de Planck.
Planck
renocería en 1931 que su nuevo planteamiento fue un acto de
desesperacion: “... todo el proceso fue un acto de desesperación ya
que tenía que encontrarse una interpretación teórica a cualquier precio,
sin importar lo elevado que pudiera ser...”. El precio que se tuvo
que pagar fué el tener que aceptar que la Naturaleza, a nivel
subatómico, se mueve en “brincos” en lugar de hacerlo en la forma
suave y continua a la que estaban acostumbrados los físicos clásicos.
Carta
de Planck a Robert W. Wood. Theoretical Concepts in Physics: An
alternative view of Theoretical Reasoning on Physics. Ed. Cambridge.
2Nd
edition 2003. Malcolm.S. Longair. Pag. 339
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