Lei de Planck
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ALei de Planckpararadiaçãodecorpo negroexprime aradiânciaespectral em função da frequência e da temperatura do corpo negro.
A tabela seguinte descreve as variáveis e unidades utilizadas:
Variável Descrição Unidade radiância espectral J•s−1•m−2•sr−1•Hz−1 frequência hertz temperaturado corpo negro kelvin constante de Planck joule/hertz velocidade da luz no vácuo metros / segundo número de Euler sem dimensão constante de Boltzmann joule / kelvin
O comprimento de onda está relacionado a frequência como (supondo propagação de uma onda no vácuo):
Pode-se escrever a Lei de Planck em termos de energia espectral:
A energia espectral também pode ser expressa como função do comprimento de onda:
Max Planckproduziu esta lei em 1900 e a publicou em 1901, na tentativa de melhorar a expressão proposta porWilhelm Wienque adequou dados experimentais para comprimentos de onda curtos desviados para comprimentos de onda maiores. Ele estabeleceu que a Lei de Planck adequava-se para todos os comprimentos de onda extraordinariamente bem. Ao deduzir esta lei, ele considerou a possibilidade da distribuição de energia eletromagnética sobre os diferentes modos de oscilação de carga na matéria. A Lei de Planck nasceu quando ele assumiu que a energia destas oscilações foi limitada para múltiplos inteiros da energia fundamental E, proporcional à frequência de oscilação[1]:
.
Planck acreditava que a quantização aplicava-se apenas a pequenas oscilações em paredes com cavidades (que hoje conhecemos como átomos), e não assumindo as propriedades de propagação da Luz em pacotes discretos de energia. Além disto, Planck não atribuiu nenhum significado físico a esta suposição, mas não acreditava que fosse apenas um resultado matemático que possibilitou uma expressão para o espectro emitido pelo corpo negro a partir de dados experimentais dos comprimentos de onda. Com isto Planck pôde resolver o problema da catástrofe do ultravioleta encontrada porRayleigheJeansque fazia a radiância espectral tender ao infinito quando o comprimento de onda aproximava-se de zero, o que experimentalmente não é observado. É importante observar também que para a região do visível a fórmula de Planck pode ser aplicada pela aproximação de Wien e da mesma forma para temperaturas maiores e maiores comprimentos de onda podemos ter também a aproximação dada por Rayleigh e Jeans.
Ver também
[editar|editar código-fonte]Referências
Bibliografia
[editar|editar código-fonte]Halliday, David; Resnick, Jearl Walker. Fundamentos de Física v.4 - 8a edição.
Planck, M.(1901). «Über das Gesetz der Energieverteilung im Normalspektrum».Annalen der Physik.4:553.Bibcode:1901AnP...309..553P.doi:10.1002/andp.19013090310Translated inAndo, K.«On the Law of Distribution of Energy in the Normal Spectrum»(PDF).Consultado em 13 de outubro de 2011.Arquivado dooriginal(PDF)em 6 de outubro de 2011