Fisica moderna

LABORATORIO DE FÍSICA MODERNA

OBJETIVOS

Estudiar la radiación emitida por diferentes superficies

ABSTRACT

Se estudiara la ley de Kirchoff relacionado con la absorción y emisión de radiación térmica para distintas tipos de superficies. Utilizando un cubo de Leslie nos permitirá realizar esta experiencia.

INTRODUCCIÓN O MARCO TEORICO

La radiación térmica si bienconsiste en la propagación de energía esta variará dependiendo de las distintas superficies utilizadas. A la misma temperatura los cuerpos pueden emitir energía en forma de radiación térmica pero con una intensidad distinta ya que un cuerpo negro como buen emisor tendrá un mayor poder de emisión que una superficie de aluminio pulido. Según Kirchoff un buen emisor de energía es también un buenabsorbedor de energía, esto nos lleva al concepto de cuerpo negro donde son aquellas superficies donde la absorción es ideal y por ende la emisión también es ideal.

En la ley de Stephan-Boltzmann:

[pic]

e: coeficiente de emisivad

siendo para el cuerpo negro e=1. Donde cabe señalar que a medida que aumenta la temperatura en las superficie tambien aumenta la energia emitida.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Lista de materiales

• Cubo de Leslie

• 2 multitester

• 4 cables de conexión

• Sensor de radiación térmica

Montaje

Conectar los dos cables de conexión al óhmetro para luego conectar sus terminales al Cubo de Leslie. El sensor de radiación térmica debe tener conectado dos cables de conexión y estos conectados al voltímetro como semuestra en la figura 1.

[pic]

Figura 1

Desarrollo experimental

Armado el montaje conectar el Cubo de Leslie a 220 volts de corriente alterna, luego encenderlo para que su ampolleta de 100 watts al interior actué como foco de calor. El Cubo posee un selector de potencia este deberá ser colocado en “HIGH” para proceder a calentar las cuatro paredes del Cubo. Cuando el óhmetrodescienda cercano a los 40KΩ el selector de potencia se ajusta a 5. Luego se esperara a que el óhmetro fluctué con respecto a un valor fijo para proceder rápidamente a registrar el valor de este y también la radiación térmica de las cuatro caras (negra, blanca, aluminio pulido, aluminio opaco) con el sensor de radiación. Para medir con el sensor sus vástagos deben estar en contacto con la superficie.Hecho esto se debe obtener la temperatura del Cubo de Leslie, para ello tomamos el valor de la resistencia que se registro y nos vamos a la tabla 1 y si es necesario interpolando se obtendrá la temperatura.

Este procedimiento se hará nuevamente pero con el selector de potencia en 6,5; 8,0 y 10 e igualmente se registraran los datos de la resistencia y la radiación en las cuatro caras.Luego se eligió una de las superficies del cubo en este caso la negra y cuando la resistencia estuvo en 6,2 KΩ y con el selector de potencia en 10 se procedió a medir la radiación de esta cara e inmediatamente se repitió el mismo procedimiento pero esta vez interponiendo entre la cara y el sensor distintos materiales.

[pic]

Tabla 1

RESULTADOS

Potencia: 5,0 Potencia: 6,5Resistencia: 23 KΩ Resistencia: 20,3 KΩ

Temperatura: 59,5ºC Temperatura: 62,5ºC

| |LECTURA SENSOR |RADIACIÓN (mW) |
|SUPERFICIE |(mV) | |
|NEGRO |6,0 |0,273 |
|BLANCO |6,0 |0,273 |
|ALUMINIO PULIDO |0,7 |0,032 |
|ALUMINIOOPACO |2,1 |0,095 |

| |LECTURA SENSOR |RADIACIÓN (mW) |
|SUPERFICIE |(mV) | |
|NEGRO |5,4 |0,245 |
|BLANCO |5,3 |0,241 |
|ALUMINIO PULIDO |0,7 |0,032 |
|ALUMINIO OPACO |2,0 |0,091 |

Tabla 2...