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Um objeto ao ser aquecido irradia ondas eletromagnéticas porque elétrons (partículas carregadas) estão vibrando dentro dele. A luz vermelha tem o maior comprimento de onda (menor frequência) no espectro visível da luz, que vai do vermelho ao violeta, passando pelo alaranjado, amarelo, verde, azul e anil. E logo após a extremidade violeta do espectro visível há uma forma de radiação eletromagnética invisível a nossos olhos, chamada de radiação ultravioleta.
Vale salientar que as radiações de menor comprimento de onda (maior frequência) possuem maior energia. Lembre-se, você gasta muito mais energia para produzir ondas de alta frequência do que gastaria para produzir ondas de baixa frequência em uma corda, por exemplo.
De acordo com a teoria clássica, todo objeto aquecido deveria irradiar energia preferencialmente em pequenos comprimentos de onda muito energéticos (esfriar o mais rápido possível) e isso significa que todos os corpos deveriam irradiar violeta ou ultravioleta (raios X e raios gama ainda não eram conhecidos à essa época em que esse problema foi proposto).
O que ficou conhecido como a catástrofe do ultravioleta - uma catástrofe para a física clássica, por que a natureza claramente não se comporta assim.
O que realmente ocorre quando um objeto é aquecido a temperaturas cada vez mais altas é que, em princípio, a maior parte da energia é irradiada como infravermelho, em comprimentos de onda demasiadamente longos para que possamos enxergar. Após um determinado aquecimento o corpo começa a brilhar em vermelho visível incandescente e se o aquecimento continuar, teremos laranja, e azul esbranquiçado. Quanto mais quente o corpo, menor é o comprimento de onda que a maior parte de sua energia é irradiada.
Ainda que um pouquinho da energia seja irradiada em comprimentos de onda maiores e menores, o pico de emissão de um corpo negro é centrado em uma faixa estreita de comprimento de onda, que depende apenas da temperatura.
A resposta a esse problema foi dada por Max Plank, em 1900. Plank percebeu que o problema poderia ser resolvido se os objetos radiantes (átomos) só pudessem emitir (ou absorver) energia em determinadas quantidades fixas, que ele chamou de quanta (plural de quantum).
A teoria de Plank resolveu o problema. Objetos frios não tem energia suficiente para produzir muitos quanta de alta frequência. Eles só conseguem irradiar energia na faixa de frequência em que a energia disponível em cada átomo seja comparável à dos quanta envolvidos na radiação.
Texto adaptado do livro Fique por dentro da física moderna - John Gribbin.
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