6..62606896(33) ×10 -34 J·s

Imaginaros que somos exploradores – que de hecho, lo somos – y nos encontramos ante una gran señal que pone “Planck E=h·f”. De esa señal, salen muchísimas flechas tales como: termodinámica, segundo principio de la termodinámica, entropía, longitud de onda, vacío, calor, energía, valores discretos y no continuos, radiación, cuerpo negro, frecuencia angular, radianes, omega. Es el momento en el que el líder no debe dejar entrever ese pensamiento que se le ha cruzado por la cabeza “ay, dios… la que se nos viene encima”. Este es un punto importante pues si elegimos mal la ruta podríamos equivocarnos.  Así que como buenos exploradores, cogeremos la ruta más sencilla. Nos quedaremos con esta fórmula, y por el momento sólo le haremos caso a ella.

Justamente hace 111 años, Planck formuló la teoría de los cuantos en la que se postulaba que cuando un sólido emite o absorbe energía, no lo hace de forma continua sino por medio de paquetes discretos de energía , E= h·f; donde “f” es la frecuencia de radiación y h: es su constante de proporcionalidad cuyo valor es 6,6260 x 10 elevado a -34 Julios por  segundo.

Para explicar mejor esta formulación, hagamos algunos apuntes:

·         El profesor Planck era un especialista en Termodinámica, es decir, en cómo el calor genera acción o movimiento, o viceversa, el movimiento genera calor. (Está muy simplificado, por favor asesinos en serie, abstenerse!!). En termodinámica se conocía una prueba experimental llamada curva del cuerpo negro. Es una curva que relaciona la frecuencia con la intensidad del cuerpo negro. Una definición de cuerpo negro sería el cuerpo que absorbe –teóricamente- todas las frecuencias de energía y que en estado de equilibrio térmico (principio cero de la termodinámica) radia al exterior la misma intensidad y el mismo espectro que absorbe. En la práctica, un cuerpo negro se obtiene mediante una cavidad en la cual se ha practicado un agujero y cuya superficie interior se ha pintado de negro. La curva del cuerpo negro, cuando las frecuencias se indican en el eje de abscisas y la intensidad de la radiación en el de ordenadas, es una curva acampanada, que tiene su máximo en un punto que depende de la temperatura de equilibrio del cuerpo, es decir; la temperatura a la cual se emite la misma energía total que se absorbe)

·         A final del siglo XIX existían dos fórmulas teóricas para la curva del cuerpo negro, pero ambas fallaban en una zona u otra del espectro. La de WIen se ajustaba bien a la curva experimental en las frecuencias bajas, pero se apartaba de ellas en las altas, y la de Stephan-Boltzman se ajustaba bien en las altas pero difería en las bajas.

·         Lo que hizo Planck en 1900 mediante la interpolación de las fórmulas de WIen y de Stephan-Boltzman fue obtener una fórmula que se ajustaba muy bien a los datos experimentales. Era una fórmula que no tenía justificación teórica. Entonces, “Eureka”, planteó la hipótesis siguiente: “los intercambios de energía entre la radiación y la materia solamante pueden tener lugar en múltiplos de un valor mínimo que dependen de la frecuencia según la proporción E= h·f”. Mediante esta fórmula y usando los medios que ofrecía la termodinámica consiguió justificar su fórmula.

·         Pero Planck seguía insatisfecho. Pensó que su hipótesis era un remiendo ya que él seguía creyendo en el carácter continuo de la energía radiante (y no por paquetes). Para justificar su hipótesis, pensaba que en el intercambio de la energía con la materia debería producirse algún efecto tipo resonancia que producía esa proporción entre energía intercambiada y frecuencia. Para él, sus “cuantos” sólo valían en el proceso de intercambio radiación- materia. Para Planck, la energía radiante libre (en vacío) seguía siendo contínua, y en ella no valía su fórmula.

Fuentes: robertduran.net/constanteplanck.html
www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/negro/radiacion/radiacion.htm
yahoo respuestas: Constante de Planck y valores discretos de energía

La física cuántica estaba naciendo con problemas. Al puzle cuántico todavía le faltaban piezas. En la próxima entrada veremos como un tipo de la oficina de patentes dio el empujón definitivo al nacimiento de la naturaleza cuántica de la energía.

Links recomendados:

http://aliceincxland.blogspot.com/ Extraordinario y muy didáctico blog divulagador de lo científico.

http://cpreuni.blogspot.com/2011/02/catastrofe-ultravioleta.html Para los interesados en saber más sobre cuerpos negros y la catástrofe ultravioleta.

http://www.mpg.de/en . Página oficial del Instituto Max Planck, en Alemania (En inglés y alemán).

¿Sabéis por qué los físicos cuánticos no hacen el amor? Porque cuando encuentran el momento no encuentran la posición y cuando encuentran la posición no encuentran el momento XD. Si os ha gustado, buscad "chistes sobre física" en vuestro buscador favorito. El video que pondré hoy es sobre los descubrimientos de Einstein en 1905. Una introducción interesante para la siguiente entrada.

El otro legado de Einstein from Ciento Volando on Vimeo.