1 INTRODUCCION
En la clase anterior hemos mencionado que en un gas en equilibrio termodinámico cada proceso
(ionización desde un nivel determinado,
excitación entre dos niveles, etc.) es balanceado exactamente por el proceso
inverso. En estas condiciones son válidas ciertas leyes físicas, las que a su
vez resultan necesarias para tener una descripción completa del gas. En efecto,
para efectuar tal descripción no sólo necesitamos una relación entre la
temperatura, la presión y el número de partículas del gas (ecuación de estado),
sino que además debemos saber cómo se mueven las partículas en cuestión; cómo
están poblados los niveles de energía, qué proporción de átomos están
ionizados, y cómo se distribuye la energía del campo de radiación en función de
la longitud de onda. Precisamente, las leyes que revisaremos a continuación dan
una respuesta a cada uno de esos puntos. Como veremos, estas leyes dependen
esencialmente de la temperatura, aún
cuando en algunos casos interviene la presión y por supuesto constantes
dependientes de los niveles atómicos involucrados. Sobre este punto volveremos
más adelante cuando veamos la enorme simplificación que implica suponer que una
atmósfera estelar se encuentra (bajo ciertas restricciones que mencionaremos)
en equilibrio termodinámico local.
Cuando esta suposición no sea válida, tampoco serán válidas las leyes que
siguen, resultando en consecuencia mucho más trabajoso el cómputo de la
atmósfera estelar.
Resumiendo, en condiciones de equilibrio termodinámico, son válidas
las siguientes leyes físicas :
1)
Ley
de Boltzmann: describe el estado de excitación de
los átomos.
2)
Ley
de Saha: describe el estado de ionización de los
átomos.
3)
Ley
de Maxwell: describe la distribución de velocidades
de las partículas del gas.
4)
Ley
de Planck: describe la distribución con la longitud
de onda de la intensidad de la radiación, como consecuencia de la temperatura
del gas.
5)
Ley
de Disociación Molecular: describe la proporción de
moléculas existentes en el gas.
A continuación revisaremos brevemente cada una de estas importantes leyes, asignando particular importancia al significado de cada una de ellas antes que a la correspondiente deducción matemática.