Ce este catastrofa ultravioletă?

Termenul "catastrofă ultravioletă" se referă la un paradox care a apărut în înțelegerea de către oamenii de știință a modului în care lumina este emisă de corpurile negre care există în echilibrul termic. Conform înțelegerii clasice a fizicii, organismul care emite radiații la aceeași valoare pe care o absoarbe din surse externe trebuie să emită radiații la intensități tot mai mari, pe măsură ce lungimea de undă se scurtează.

Înțelegerea fizicii din secolul al XIX-lea a ajuns la un impas în jurul anului 1900, când sa dovedit a fi inadecvat să explice modul în care lumina este emisă din obiecte. Sub modelul clasic, un obiect în echilibru termic emite radiații cu o intensitate dată la toate lungimile de undă posibile. Pe măsură ce frecvența luminii emise crește în apropierea capătului ultraviolet al spectrului, la fel se fac lungimile de undă ale luminii care trebuie emise pentru a se potrivi cu modelele clasice. În cele din urmă, modelul prezice că corpurile negre ar trebui să emită energie infinită la frecvență înaltă.

Un corp finit nu poate radia energia infinită. Acest paradox aparent a fost rezolvat în cele din urmă de Max Planck. Planck a motivat că problema radiației infinite dintr-o sursă finită ar dispărea dacă atomii ar fi limitați în intervalul de energie pe care i-au permis să emită. El a propus ca lumina să nu poată fi emisă arbitrar, ci numai în pachete discrete, pe care el le-a numit quanta. Aceasta a fost una dintre primele viziuni asupra a ceea ce ar deveni cunoscut ca fizica cuantică.