Fisica

Resumen de Física III Óptica, módulo II.

1. Radiación de cuerpo negro
La superficie de un cuerpo negro es un caso límite, en el que toda la energía incidente desde el exterior es absorbida, y toda la energía incidente desde el interior es emitida. 1.1 Ley de Stefan-Boltzmann. Max Planck dedujo satisfactoriamente la distribución espectral de energía de un cuerpo negro, partió de la idea que uncuerpo radiante se compone de un número muy grande de osciladores elementales y el intercambio de energía radiante, ocurre en forma de paquetes discretos de la forma, donde para la densidad espectral del cuerpo negro resulta, , es la constante de Planck. Así, la expresión teórica

donde, y es la velocidad de la luz en el vacío. 2, La intensidad total en W /·m de la radiación emitida por uncuerpo negro, está dada por,

donde,

,

es la potencia total radiada y

es el área del cuerpo negro.

La energía emitida por un cuerpo negro por unidad de área y unidad de tiempo es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta , donde está en grados Kelvin y . En el grafico se observan algunas curvas para distintos valores de temperatura . Las abscisas de los máximoscorrespondientes a las distintas curvas, están vinculadas con sus valores de temperatura por: , donde .

Es importante notar que para la curva correspondiente a 6000 .

tiene el máximo ubicado en (

Energía radiante emitida por un cuerpo La cantidad de energía radiante emitida por unidad de área y por unidad de tiempo desde la superficie de un cuerpo a temperatura , viene dada por la expresión,donde es el coeficiente de emisión de la superficie del cuerpo Multiplicando por el área de la superficie del cuerpo, obtenemos la energía unidad de tiempo debido a la emisión de la radiación. que pierde el cuerpo en la

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Resumen de Física III Óptica, módulo II. Energía radiante absorbida por un cuerpo Cuando incide energía radiante sobre la superficie del cuerpo, una parte de la energíaincidente es absorbida que se obtiene multiplicando la intensidad de la radiación por el área de su superficie, por la fracción de la energía incidente que es absorbida. El factor es numéricamente igual a . donde es el coeficiente de emisión de la superficie del cuerpo

1.2 Espectro de la radiación electromagnética.

1.3. Distribución espectral : La distribución espectral de la luz es una funciónla cual es define la intensidad de la radicación para cada longitud de onda. En ese sentido la intensidad asociada a es: .

Radiometría: estudia la energía radiante para cualquier longitud de onda. Fotometría: estudia el flujo radiante en la región visible del espectro y tiene como objetivo la evaluación de la energía radiante que produce una sensación visual. En efecto, no se necesita conocersólo la eficacia visual de diversas radiaciones sino el comportamiento visual humano para elaborar una fotometría visual.

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Resumen de Física III Óptica, módulo II. 2. FOTOMETRÍA 2.1 Flujo luminoso No toda la energía emitida por una fuente que llega al ojo produce sensación luminosa, ni toda la energía que consume, por ejemplo una lámpara, se convierte en luz. Flujo luminoso, se define elflujo luminoso como la potencia emitida en forma de radiación luminosa a la que el ojo humano es sensible. Su símbolo es y su unidad es el lumen (lm). Su valor puede ser calculado cómo el flujo energético o radiante ponderado por los valores de la curva de sensibilidad espectral de un observador patrón:

donde es la respuesta luminosa del ojo humano. Para la intensidad luminosa, la relación entrewatt y lúmen se le llama equivalente luminoso de la radiación y para 555 nm, 1 W equivale a 683 lm. Para otras longitudes de onda esta equivalencia es diferente. Se debe utilizar la curva de respuesta espectral del ojo, ya RESPUESTA mala iluminación (escotópica). sea para condiciones de buena iluminación (fotópica) o deDEL OJO
HUMANO
1800 1600 1400 1200 1000 800 Fotópica Escotópica

La...