Radiación De Cuerpo

RADIACIÓN DE UN CUERPO
Consideremos una cavidad cuyas paredes están a una cierta temperatura. Los átomos que componen las paredes están emitiendo radiación electromagnética y al mismo tiempo absorben la radiación emitida por otros átomos de las paredes. Cuando la radiación encerrada dentro de la cavidad alcanza el equilibrio con los átomos de las paredes, la cantidad de energía que emiten losátomos en la unidad de tiempo es igual a la que absorben. En consecuencia, cuando la radiación dentro de la cavidad está en equilibrio con las paredes, la densidad de energía del campo electromagnético es constante. Los experimentos han demostrado que en el equilibrio, la radiación electromagnética encerrada tiene una distribución de energía bien definida; es decir: a cada frecuencia corresponde unadensidad de energía que depende solamente de la temperatura de las paredes y es independiente de su material. La densidad de energía correspondiente a la radiación con frecuencia entre
se escribe es la densidad de energía por intervalo unitario de frecuencias, denominado a veces densidad de energía.
RADIACIÓN TÉRMICA
La expresión radiación se refiere a la emisión continua de energía de lasuperficie de todos los cuerpos. Los portadores de esta energía son las ondas electromagnéticas producidas por las vibraciones de las partículas cargadas que forman parte de los átomos y moléculas de la materia.
La radiación electromagnética que se produce a causa del movimiento térmico de los átomos y moléculas de la sustancia se denomina radiación térmica o de temperatura. La radiacióntérmica se origina a costa de la energía interna del cuerpo. Si el cuerpo no recibe energía del exterior se produce su enfriamiento. Si el cuerpo que radia recibe de otros cuerpos que lo rodean una cantidad de energía que es capaz de compensar exactamente la pérdida de energía por su radiación, se dice, que el proceso de radiación se realiza equilibradamente. El estado estacionario entre cuerpos que seencuentran aislados y que solo pueden intercambiar energía entre si por medio de la radiación y absorción se denomina radiación térmica de equilibrio. El cuerpo se pone en estado de equilibrio térmico y se caracteriza por una temperatura determinada.
El espectro de la radiación térmica es continuo y contiene longitudes de onda que pueden variar desde la longitud de onda de los rayos X hasta lalongitud de onda que se capta por los radios comunes. La distribución de energía en el espectro de radiación térmica depende de la temperatura del cuerpo que la emite. A temperaturas bajas (alrededor de 300°C) predomina la radiación infrarroja de longitudes de onda entre 800 y 4000nm aproximadamente que es invisible para el ojo humano. A temperaturas altas (más de 800°C) en el espectro aparecenlongitudes de onda más cortas (400 ÷ 800nm) que corresponden a la parte visible y ultravioleta del espectro. A la temperatura de 800°C el cuerpo emite suficiente energía y parece rojo. Y la de 3000°C la energía radiante contiene bastantes ondas de longitud de onda más corta y el cuerpo parece prácticamente blanco.
Para la radiación térmica se cumplen las mismas leyes que para la luz visible, esdecir, la ley de la reflexión, refracción y de la propagación rectilínea en medios homogéneos

TEORÍA CLÁSICA DE LA RADIACIÓN
A principios de 1900, Lord Rayleigh (1842-1919) y Sir James Jeans, (1877-1946), presentaron un modelo clásico de la densidad de energía de la radiación de cavidad (cuerpo negro). La teoría, iniciada por Lord Rayleigh y modificada posteriormente por Jeans usaba laequivalencia matemática entre una onda estacionaria y un oscilador armónico.
Suponga una pieza metálica que contiene una cavidad, calentada uniformemente a temperatura T. Los electrones de las paredes se agitan térmicamente y emiten radiación electromagnética dentro de la cavidad. En la cavidad se establece y se mantiene un equilibrio térmico mediante la absorción y re-radiación de la energía por...