Leyes de radiacion

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR
INSTITUTO PEDAGÓGICO DE MATURÍN

Laboratorio Nº 3



Maturín, Enero 2012

INTRODUCCIÓN:

El presente informe está basado en las leyes de radiación según Planck, Wien y Stefan – Boltzmann. Enunciando que dicha Ley es la intensidad de la radiaciónemitida por un cuerpo negro con una temperatura T determinada.

Para ello hemos realizado diferentes gráficas variando su temperatura, el cual el resultado de la intensidad varía, dando un efecto de acuerdo a la longitud de onda.

LEYES DE RADIACIÓN:

Objetivos:
* Establecer la intensidad de la radiación electromagnética emitida por un cuerpo negro.
* Conocer las leyes de radiación.Leyes de radiación:

Espectroscopia:
* Generalidades de la espectroscopia
* Leyes de Kirchoff
* Series espectrales (formación matemática)

Fotometría:
* Cuerpo negro: energía irradiada.
* Ley de Planck.
* Ley de Wien
* Ley de Stefan – Boltzman.

MARCO TEORICO

LEY DE PLANCK:

La intensidad de la radiación emitida por un cuerpo negro con unatemperatura T viene dada por la ley de Planck:

Donde  es la cantidad de energía por unidad de área, unidad de tiempo y unidad de ángulo sólido emitida en el rango de frecuencias entre  y .

El siguiente cuadro muestra la definición de cada símbolo en unidades de medidas del SI y CGS:

Símbolo | Significado | Unidades SI | Unidades CGS |
| Radiancia espectral, o es la cantidad de energía por unidadde superficie, unidad de tiempo y unidad de ángulo sólido por unidad de frecuencia o longitud de onda (tal como se especifique) | J m-2 sr-1 | erg cm-2 sr-1 |
| frecuencia | hercios (Hz) | hercios |
| longitud de onda | metro (m) | centímetros (cm) |
| temperatura del cuerpo negro | Kelvin (K) | kelvin |
| Constante de Planck | julio x segundo (J s) | ergio x segundo (erg s) |
| velocidadde la luz | metros / segundo (m / s) | centímetros / segundo (cm / s) |
| base del logaritmo natural, 2,718281 ... | adimensional | adimensional |
| Constante de Boltzmann | julios por kelvin (J / K) | ergios por kelvin (erg / K) |

La longitud de onda en la que se produce el máximo de emisión viene dada por la ley de Wien y la potencia total emitida por unidad de área viene dada por la leyde Stefan-Boltzmann. Por lo tanto, a medida que la temperatura aumenta el brillo de un cuerpo cambia del rojo al amarillo y al azul.

Transporte de calor por radiación

La ley de Stefan relaciona flujo de calor por radiación y la temperatura del cuerpo que emite esa radiación en la siguiente forma

Donde e es la emisividad, la que depende de la superficie, que asume valores entre 0 y 1,y  es la constante de Stefan, de valor  5,67x10-8  W/m2/K4.
Nótese que en la última relación aparece sólo la temperatura (en K) del objeto en estudio, y no un gradiente de temperaturas, como sucede en los casos de transmisión de calor por conducción y por convección ya analizados.
Para un cuerpo no aislado, dado que el cuerpo emite radiación, pero también absorbe la del ambiente, se tiene
 Hneta  =  Hem  -  Hab  =  e    A  (T4  -  Tamb4)
Donde:
 Tamb es la temperatura del ambiente. 

Leyes de la radiación
La energía que se recibe del Sol se recibe en forma de radiación. Es por lo tanto necesario comprender algunos principios acerca de este tipo de propagación de energía.

La radiación electromagnética es clasificada en "bandas", de acuerdo a su longitud de onda. En el siguientediagrama se muestra las "bandas" con sus respectivos rangos de longitud de onda. Como se observa, a medida que pasamos de longitudes de onda muy cortas hacia aquellas muy largas, se pasa de grados gamma, rayos X, rayos ultarvioleta, luz visible, radiación infrarroja, microondas y ondas de radio. De particular interés es la banda de luz visible, la que se encuentra entre unos 380 y 760 nm....
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