La ley de desplazamiento de Wien establece que la longitud de onda del pico de emisión de un cuerpo negro es inversamente proporcional a su temperatura. Rayleigh y Jeans desarrollaron una ecuación basada en la física clásica para describir la densidad de energía de un cuerpo negro, pero predecía una energía infinita a altas frecuencias, contradiciendo los datos experimentales. Este problema se conoció como la "catástrofe ultravioleta".

1. Ley de Desplazamiento de Wien
(Formulada en 1893 por el físico alemán Wilhelm Wien)
• Estableció que la longitud de onda en la densidad máxima
multiplicada por la temperatura era siempre igual a una constante
0,2898x10-3 mK. Donde: ʎT= constante.

2. • Esta relación se denomina ley del desplazamiento de Wien, y es útil
para la determinación de la temperatura de objetos radiantes
calientes tales como estrellas, y de hecho, para una determinación de
la temperatura de cualquier objeto radiante, cuya temperatura es
muy superior a la de su entorno.

3. • especifica que hay una relación inversa entre la longitud de onda en
la que se produce el pico de emisión de un cuerpo negro y su
temperatura.
• T : temperatura del cuerpo negro en Kelvin (K)
• λmax : longitud de onda del pico de emisión en metros (m).

4. • Las consecuencias de la ley de Wien es que cuanta mayor sea la
temperatura de un cuerpo negro menor es la longitud de onda en la
cual emite. Por ejemplo, la temperatura de la fotosfera solar es de
5780 K y el pico de emisión se produce a 500 nanómetros (5x10-7
metros). Esta longitud de onda corresponde aproximadamente al
centro del espectro visible siendo por lo tanto un tono de verde.

5. LEY DE RAYLEIGH- JEANS Y LA
CATÁSTROFE ULTRAVIOLETA
• Para Rayleigh y Jeans el uso de la física clásica era crucial para
determinar la densidad de energía de un cuerpo negro, se sabe, que
una onda transporta energía, por lo que si se utiliza la teoría
electromagnética clásica para contar las ondas estacionarias que
existen en forma de radiación dentro de la cavidad (que es análoga a
un cuerpo negro) cuyos nodos se hallarían en las superficies de las
paredes metálicas, podremos evaluar la densidad de energía
almacenada allí adentro.

6. Para Rayleigh y Jeans el uso de la
física clásica era crucial para
determinar la densidad de energía de
un cuerpo negro, se sabe, que una
onda transporta energía, por lo que
si se utiliza la teoría electromagnética
clásica para contar las ondas
estacionarias que existen en forma
de radiación dentro de la cavidad
(que es análoga a un cuerpo negro)
cuyos nodos se hallarían en las
superficies de las paredes metálicas,
podremos evaluar la densidad de
energía almacenada allí adentro.

7. Los físicos lord Rayleigh (1842-1919)
y James Jeans (1877-1946)
interesados en encontrar una
ecuación que pudiera explicar el
comportamiento de la radiación del
cuerpo negro, apoyados en la
introducción de la mecánica a la
teoría electromagnética y a la
mecánica estadística clásica, se
vieron en un dilema cuando dicha
fórmula predice que el cuerpo negro
presentaría un espectro que está en
total desacuerdo con los hechos
experimentales.

8. lord Rayleigh y James Jeans generaron un cálculo decisivo para definir la
densidad de energía en función de la frecuencia. predecía que un cuerpo
negro debería emitir una energía infinita”. A partir del razonamiento
termodinámico, pudieron explicar la forma de la curva para frecuencias
pequeñas; Wilhelm Wien, físico interesado también en el problema del
denominado cuerpo negro, hizo lo mismo para frecuencias grandes,
aunque ninguno de los tres, Rayleigh-Jeans y Wien, pudo obtener la forma
completa de la curva.
2
3
8
)( Tv
c
v B

 

9. Graficas Teóricas y Experimentales

10. Debido a que dicha curva a partir de la fórmula de Rayleigh-
Jeans no se ajustaba para longitudes de onda cortas, la
fórmula teórica era inadmisible. Esto representaba un
problema real, la incongruente contradicción con la
experiencia a que condujo la estadística clásica, llevó a los
contemporáneos a llamar a la situación que así se producía
"catástrofe ultravioleta", pues la divergencia se producía para
pequeñas longitudes de onda, en la región ultravioleta.
Históricamente fue éste el primer caso bien estudiado de
completa inadecuación de los conceptos clásicos.

11. La catástrofe ultravioleta, término sugestivo a la importancia de la falla
y al inconveniente de los ámbitos académicos, al comprobar cómo un
problema se resistía al cálculo más poderoso de la física. Algo faltaba, la
salida a tan nombrada contradicción debía buscarse por fuera de las
leyes de física clásica, pero ¿en donde?, ¿como? y ¿quien?