¿Cómo es que el espectro de emisión del cuerpo negro es continuo?

Question

Cuando sabemos sin embargo que los átomos emiten solamente en saltos discretos de energía. Nunca se menciona el material del interior de la cavidad del cuerpo negro. La curva de la ley de Planck depende de la temperatura, pero es una curva continua, cuando cabría esperar una colección discreta de frecuencias. ¿Cómo se explica?

Answer 1

Hola.

Los espectros de emisión de los átomos y moléculas individuales son discretos. Esto es debido a que presentan unos niveles de energía determinados para los electrones y, por lo tanto, las absorciones/emisiones de energía se realizan sólo a determinados valores.

Sin embargo, en los cuerpos sólidos, líquidos e incluso en gases y plasmas de alta densidad, la presunción de que los átomos están aislados ya no es válida. En este caso la proximidad entre átomos altera los niveles de energía (y, claro está, estas deformaciones serán diferentes en función de las circunstancias de cada átomos, por lo que la banda de energía del conjunto se ensanchará). Además, las colisiones entre átomos pueden ser fuente de emisión de fotones (como las pérdidas de energía por una colisión no están cuantificadas, tampoco lo estarán las energías de los fotones emergentes).

Un saludo

Answer 2

Creo que vos mismo te estás respondiendo.
La propia ecuación de cuerpo negro explica por qué no hay saltos. El espectro no depende de la energía discreta de los átomos excitados, sino exclusivamente de la temperatura.
Todo lo demás son constantes.

Distinto es, claro está, en la vida real. El espectro del Sol tiene sus altibajos por encima y por debajo de la curva.

El material de la cavidad es irrelevante. Sea cual sea, el cuerpo absorbe y emite de la misma forma; de lo contrario, no sería cuerpo negro.

Answer 3

La radiación contínua del cuerpo negro se crea por el movimiento de cargas eléctricas y momentos magnéticos en la materia. A una temperatura concreta, las partículas constituyentes de un cuerpo no se mueven todas a la misma velocidad sino que tienen una cierta distribución de velocidades. Los fotones son emitidos por la interacción de esas partículas con los campos electromagnéticos de la materia. Como esa interacción depende de la velocidad de las partículas y esta tiene una distribución continua, el espectro emitido también lo será.

Un espectro discreto sólo se ve cuando puedes excitar átomos de forma individual. Esto lo puedes hacer usando métodos especiales pero también puedes usar un gas. En un gas las moléculas o átomos están tan espaciados que puedes ir a una visión más atomista.

La cosa es mucho más complicada pero espero que lo tengas un poco más claro.