¿Qué es la radiación de cuerpo negro?

En física, un cuerpo negro es un objeto que absorbe toda la radiación electromagnética, siendo puramente opaco y no reflectante. En consecuencia, su color viene dictado únicamente por su temperatura. Las diferentes temperaturas hacen rebotar los átomos a diferentes intensidades que corresponden a las respectivas longitudes de onda de la radiación electromagnética que se está produciendo. Los cuerpos negros y los problemas que rodean su radiación son especialmente famosos por su papel en la formulación de la mecánica cuántica a principios del siglo XX.

La radiación de cuerpo negro a veces también se llama radiación de cavidad, porque en un laboratorio, la aproximación más cercana a un cuerpo negro es un pequeño orificio conectado a una cavidad más grande. Debido a que cualquier luz entrante tiene que rebotar alrededor del interior de la cavidad varias veces para que se refleje hacia afuera, durante el cual es casi seguro que será absorbida, el orificio de la cavidad se aproxima muy bien a los criterios de no reflectancia para los cuerpos negros. Según Gustav Kirchhoff, el físico que introdujo los términos «cuerpo negro» y «radiación de cuerpo negro» en 1860, el espectro emanado del conjunto dependerá únicamente de la temperatura de la cavidad y en absoluto de los materiales particulares que se estén calentando. .

A medida que aumenta la temperatura de un cuerpo negro, emite radiación electromagnética a intensidades más altas y longitudes de onda más cortas. Alrededor de 1000 K (Kelvin, lo mismo que Celsius pero 0 es cero absoluto, –273.15 ° C), la radiación del cuerpo negro es roja, de 2000 K a 4000 K, la radiación es naranja y luego comienza a volverse blanca a temperaturas superiores a 4000 K K, en el que todas las sustancias típicas se encuentran en forma líquida.

En el mundo real, la aproximación más cercana a la radiación del cuerpo negro es el fondo cósmico de microondas, el «eco» del Big Bang. Los agujeros negros pueden describirse como cuerpos negros, y fue Stephen Hawking quien descubrió que emiten su propia radiación de cuerpo negro, que se denominó radiación de Hawking en su honor.

Los intentos de caracterizar el espectro de emisiones de la radiación de cuerpo negro es lo que llevó a científicos como Planck y Einstein a sugerir que la radiación electromagnética está cuantificada, lo que finalmente condujo a la revolución de la mecánica cuántica.