Paralelamente a los esfuerzos por comprender el funcionamiento interno del átomo fue
Investigaciones a finales de 1800 para comprender cómo la materia emite energía. los
La energía que emite un objeto en función de la longitud de onda de la luz se llama
su espectro continuo El campo de la ciencia que estudia el espectro es
llamado espectroscopía. Uno de los principales resultados del campo de
la espectroscopía fue el descubrimiento de que el espectro de un objeto cambia con
temperatura.
El físico austriaco Josef Stefan descubrió en 1879 que el total
energía de radiación por unidad de tiempo emitida por una superficie calentada por unidad
el área aumenta a medida que la cuarta potencia de su temperatura absoluta T
(Escala Kelvin). Esto significa que la superficie del Sol, que está en T =
6,000 K, irradia por unidad de área (6,000 / 300) 4 = 204 = 160,000 veces
más energía electromagnética que la misma área de la Tierra
superficie, que se toma como T = 300 K. En 1889, otro austriaco
El físico Ludwig Boltzmann utilizó la segunda ley de la termodinámica para
derivar esta dependencia de la temperatura para una sustancia ideal que emite
y absorbe todas las frecuencias. Tal objeto que absorbe la luz de
todos los colores se ven negros, y así se llamaba cuerpo negro.
La distribución de la longitud de onda o frecuencia de la radiación del cuerpo negro fue
estudiado en la década de 1890 por Wilhelm Wien de Alemania. Fue idea suya
utilizar como una buena aproximación para el cuerpo negro ideal un horno con un
agujero chico. Cualquier radiación que ingrese al pequeño agujero se dispersa y
reflejado desde las paredes internas del horno con tanta frecuencia que casi todos
la radiación entrante es absorbida y la posibilidad de que algo de ella encuentre
su salida del agujero nuevamente puede hacerse extremadamente pequeña. los
la radiación que sale de este agujero está muy cerca de la
equilibrio de la radiación electromagnética del cuerpo negro correspondiente a la
temperatura del horno Wien descubrió que la energía radiativa dW por
el intervalo de longitud de onda d tiene un máximo a cierta longitud de onda my
que el máximo cambia a longitudes de onda más cortas a medida que la temperatura T
se incrementa, como se ilustra en la figura a continuación.
Ley de Wien del cambio de la potencia radiativa máxima a mayor
frecuencias a medida que se eleva la temperatura se expresa en forma cuantitativa
formar observaciones comunes. Los objetos calientes emiten radiación infrarroja,
que siente la piel; cerca de T = 950 K un resplandor rojo apagado puede ser
observado; y el color se vuelve naranja y amarillo a medida que
La temperatura se eleva. El filamento de tungsteno de una bombilla es T =
2.500 K caliente y emite luz brillante, sin embargo, el pico de su espectro es
todavía en el infrarrojo según la ley de Wien. El pico se desplaza hacia el
amarillo visible cuando la temperatura es T = 6,000 K, como la del
Superficie del sol.
Ambas relaciones fueron sintetizadas por el físico Max Planck en lo que es
llamada curva de Planck. Todos los objetos emiten energía en forma de curva de Planck,
donde la cantidad y el pico de energía varían solo según la temperatura del cuerpo.