Catastrofe ultravioletta e corpo nero

Catastrofe dell’ultravioletto: I solidi quando sono riscaldati emettono radiazione, la radiazione ideale da parte di un corpo che emetta o assorba radiazione in maniera perfetta è detta radiazione del corpo nero.
Infatti un metallo quando riscaldato è di colore rosso perché la maggior parte delle radiazioni si trova nella regione rossa e infrarossa dello spettro, e questo è il motivo per cui lo vediamo rosso, poi man mano che aumenta il calore la frequenza si sposta aumentando per cui lo vediamo prima arancione giallo e poi bianco. Ora la difficoltà di questo andamento sta nel fatto che per i fisici la curva continui a salire verso destra piuttosto che cadere dopo un massimo come avviene, per i fisici si dovrebbe avere più radiazione blu e ultravioletta, mentre quello che avveniva era che veniva toccato il massimo in quella regione e poi la radiazione scendeva di nuovo verso la regione rossa e infrarossa. Questa contraddizione fu chiamata dai fisici la catastrofe dell’ultravioletto.
Questo paradosso fu spiegata da Planck che sosteneva che l’energia della radiazione elettromagnetica viene emessa in pacchetti discreti detti Quanti. L’energia di un Quanto è proporzionale alla frequenza secondo la reazione E = hv, la quale h è la costante di proporzionalità di Planck ed ha il valore di 6.6262 × 10-34 J sec. Secondo questa teoria, un gruppo di atomi non può emettere una piccola quantità di energia ad alta frequenza, dato appunto perché l’energia è proporzionale alla frequenza, quindi alte frequenze possono essere emesse solo da oscillatori con grande energia, per cui la probabilità di trovare atomi con energie estremamente grandi è bassa per cui la curva dopo un massimo scende, dato che quegli atomi non sono in grado di emettere un energia abbastanza grande per far aumentare la frequenza, e quindi le curve dopo un massimo scendono.