O que é a catástrofe ultravioleta?

O termo "catástrofe ultravioleta" refere-se a um paradoxo que surgiu na compreensão dos cientistas sobre a forma como a luz é emitida por corpos negros que existem em equilíbrio térmico. De acordo com a compreensão clássica da física, um O corpo que emite radiação no mesmo valor que a absorve de fontes externas deve emitir radiação em intensidades cada vez maiores à medida que o comprimento de onda diminui.

A compreensão da física do século 19 chegou a um impasse por volta de 1900, quando se mostrou inadequada para explicar a forma como a luz é emitida pelos objetos. No modelo clássico, um objeto em equilíbrio térmico emite radiação de uma determinada intensidade em todos os comprimentos de onda possíveis. À medida que a frequência da luz emitida aumenta perto da extremidade ultravioleta do espectro, também aumentam os comprimentos de onda da luz que devem ser emitidos para coincidir com os modelos clássicos. Eventualmente, o modelo prevê que os corpos negros devem irradiar energia infinita em alta frequência.

Um corpo finito não pode irradiar energia infinita. Esse aparente paradoxo foi finalmente resolvido por Max Planck. Planck raciocinou que o problema da radiação infinita de uma fonte finita desapareceria se os átomos fossem limitados na faixa de energia que eles podiam emitir. Ele propôs que a luz não poderia ser emitida arbitrariamente, mas apenas em pacotes discretos, que ele chamou de quanta. Este foi um dos primeiros insights sobre o que viria a ser conhecido como física quântica.