Il problema dello spettro del corpo nero

IL PROBLEMA DELLO SPETTRO DEL CORPO NERO IL PROBLEMA DELLO SPETTRO DEL CORPO NERO   Uno dei fenomeni che misero in crisi le teorie della meccanica classica e che indicò come corrette la teorie che si stavano diffondendo all'epoca riguardanti lo studio dei quanti di energia, fu quello del corpo nero, cioè un sistema capace di assorbire tutte le radiazioni che lo colpiscono qualunque sia la loro frequenza, e rispetto al quale, fissata una data frequenza e una data temperatura, il rapporto fra il potere emissivo e quello assorbente di qualsiasi corpo corrisponde al potere emissivo del corpo nero stesso (per la formula e? /a? =f(? )=cost), esso, se riscaldato ad una temperatura sufficientemente elevata, emette delle radiazioni la cui curva di distribuzione spettrale non dipende più dalla sua forma, dalla sua natura, né da altre proprietà specifiche del corpo, ma solo dalla sua temperatura assoluta.Secondo la legge di Stefan-Boltzman l'energia irradiata da un corpo nero nell'unità di tempo per l'unità di superficie è uguale a: E=σ T4, con σ costante con valore 5,67 x 10-8 W/mk4.Come si può notare dal grafico sperimentale la radianza spettrale inizialmente aumenta coll'aumentare della frequenza, poi, una volta raggiunto un massimo corrispondente ad un certo valore ? m, comincia a decrescere a causa delle alte frequenze presenti nello spettro.Interpretando l'esperienza secondo le leggi dell'elettromagnetismo classico, come hanno fatto i due fisici inglesi Rayleigh e Jeans, si ottiene un grafico come quello della figura, che è caratterizzato da un indefinita crescita dell'intensità della radiazione all'aumentare della frequenza.     Max Plank, illustre fisico e docente all'università di Berlino, per spiegare questo strano fenomeno, suppose che gli atomi riscaldati si comportino come tanti oscillatori che irradiano energia non con continuità, ma a piccoli pacchetti, che lui chiama quanti, e che sono la più piccola quantità di energia che un oscillatore di data frequenza può scambiare con l'ambiente che lo circonda.Egli introduce così la formula E=h? , dove ? è la frequenza dell'oscillatore e h è una costante che prende il nome di costante di Plank e ha valore 6,626 x 10-34 Js. Alla fine del XIX secolo le proprietà dell'Universo, descritte dalla fisica classica, sembravano ormai delineate. Infatti, tutto l'insieme dei fenomeni gravitazionali era perfettamente descritto dalla teoria di Newton; la termodinamica aveva permesso di capire i fenomeni termici e di costruire macchine sempre più efficienti e affidabili. Nonostante alcune cose non fossero chiarite, nessuno sospettava che, nei venti anni successivi, la fisica avrebbe subito una vera e propria rivoluzione. Una delle teorie che sconvolse la fisica classica e individuò i limiti di questa, fu la teoria di Planck. Max Planck dimostrò che è possibile ottenere una distribuzione R(?, T) coerente con i dati sperimentali, ammettendo che gli atomi del corpo nero - oggetto capace di assorbire comple