Radiación de un cuerpo negro
Páginas: 6 (1401 palabras)
Publicado: 3 de agosto de 2010
RADIACIÓN DE UN CUERPO NEGRO
GISSEL K
Profesor
Claude André Ewert De Geus
Químico
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
ESCUELA DE QUÍMICA
Radiación de un cuerpo negro
Radiación
La radiación es una transferencia de energía en forma de ondas electromagnéticas; de modo que puede propagarse en el vacío con una velocidad c=300.000 Km/s.
La electrodinámica clásica prediceque toda partícula cargada o polarizada eléctricamente y sometida a una aceleración radia energía en forma de ondas electromagnéticas.
Podemos deducir que la absorción y emisión de radiación por pare de los cuerpos se produce por las vibraciones de las partículas cargadas o polarizadas que hay dentro de las moléculas del cuerpo.
Cuerpo negro
Es un modelo físico ideal para el estudio de laemisión y absorción de radiación electromagnético, no existe en la naturaleza.
Una muy buena aproximación a un cuerpo negro es una cavidad completamente cerrada, excepto por una pequeña apertura, a través de la cual la radiación puede entrar o salir ninguna parte de la radiación es reflejada o pasa a través del cuerpo negro, un cuerpo negro emite luz.
Un cuerpo que a cualquier temperaturaabsorbe toda la radiación que incide sobre él, cualquiera sea la longitud de onda es un cuerpo negro
Problema con la radiación de un cuerpo negro
El problema de la radiación de un cuerpo negro surgía debido a que La luz emitida por un cuerpo negro escapaba a la explicación de la física clásica.
Ley de distribución de la energía del cuerpo negro
Leyes empíricas sobre la radiación de uncuerpo negro:
• Ley de desplazamiento de Wien
• Ley de Stefan-Boltzman
Ley de desplazamiento de Wien
La forma de describir la radiación emitida por un cuerpo es una función llamada distribución espectral. Esa función para un valor fijo de temperatura nos informa como se reparte la intensidad de energía procedente de un cuerpo entre las distintas longitudes de onda.
La ley dedesplazamiento de Wien afirma que el máximo de intensidad de la radiación térmica emitida por un cuerpo negro ideal se desplaza con el aumento de la temperatura haca la región de longitudes de onda mas cortas. La ley de Wien dice “el producto de la temperatura absoluta de un cuerpo negro por la longitud de onda para la cual la radiación emitida es la máxima, es igual a la constante”
[pic]Donde [pic]
Ley de Stefan-Boltzmann
La Ley de Stefan-Boltzmann establece que la energía total radiada por unidad de área superficial de un cuerpo negro en la unidad de tiempo , o la densidad de flujo energético,( w)* es directamente proporcional a la cuarta potencia de su temperatura termodinámica T:
[pic]
Constante de Boltzmann σ = 5,67x10 − 8W / m2 − K4
La constante deproporcionalidad es llamada constante de Stefan-Boltzmann (σ). La ley fue descubierta de manera experimental por Jožef Stefan el año 1879 y derivada de modo teórico en el marco de la termodinámica por Ludwig Boltzmann en 1884. Boltzmann supuso una máquina térmica ideal con luz como substancia de trabajo semejante a un gas.
W
Y es válida sólo para objetos de memoria negra ideal.Leyes Teóricas
• Ley de Rayleigh-Jeans
• Ley de Wien
Teoría de Rayleigh y Jeans
El primer intento teórico para formular una Ley de distribución de la energía del cuerpo negro lo realizaron Rayleigh y Jeans.
Ellos supusieron que la radiación contenida en una cavidad de paredes metálicas a cierta temperatura, en un estado de equilibrio termodinámico, tiene el mismo espectro queel del cuerpo negro cuando se encuentra a la misma temperatura. Es decir, la forma como se distribuye la radiación emitida por el cuerpo negro es la misma que la de la radiación contenida dentro de la cavidad.
En el estado estacionario, la radiación se encuentra en forma de ondas electromagnéticas estacionarias, con nodos sobre las paredes metálicas; o sea que la radiación electromagnética...
GISSEL K
Profesor
Claude André Ewert De Geus
Químico
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
ESCUELA DE QUÍMICA
Radiación de un cuerpo negro
Radiación
La radiación es una transferencia de energía en forma de ondas electromagnéticas; de modo que puede propagarse en el vacío con una velocidad c=300.000 Km/s.
La electrodinámica clásica prediceque toda partícula cargada o polarizada eléctricamente y sometida a una aceleración radia energía en forma de ondas electromagnéticas.
Podemos deducir que la absorción y emisión de radiación por pare de los cuerpos se produce por las vibraciones de las partículas cargadas o polarizadas que hay dentro de las moléculas del cuerpo.
Cuerpo negro
Es un modelo físico ideal para el estudio de laemisión y absorción de radiación electromagnético, no existe en la naturaleza.
Una muy buena aproximación a un cuerpo negro es una cavidad completamente cerrada, excepto por una pequeña apertura, a través de la cual la radiación puede entrar o salir ninguna parte de la radiación es reflejada o pasa a través del cuerpo negro, un cuerpo negro emite luz.
Un cuerpo que a cualquier temperaturaabsorbe toda la radiación que incide sobre él, cualquiera sea la longitud de onda es un cuerpo negro
Problema con la radiación de un cuerpo negro
El problema de la radiación de un cuerpo negro surgía debido a que La luz emitida por un cuerpo negro escapaba a la explicación de la física clásica.
Ley de distribución de la energía del cuerpo negro
Leyes empíricas sobre la radiación de uncuerpo negro:
• Ley de desplazamiento de Wien
• Ley de Stefan-Boltzman
Ley de desplazamiento de Wien
La forma de describir la radiación emitida por un cuerpo es una función llamada distribución espectral. Esa función para un valor fijo de temperatura nos informa como se reparte la intensidad de energía procedente de un cuerpo entre las distintas longitudes de onda.
La ley dedesplazamiento de Wien afirma que el máximo de intensidad de la radiación térmica emitida por un cuerpo negro ideal se desplaza con el aumento de la temperatura haca la región de longitudes de onda mas cortas. La ley de Wien dice “el producto de la temperatura absoluta de un cuerpo negro por la longitud de onda para la cual la radiación emitida es la máxima, es igual a la constante”
[pic]Donde [pic]
Ley de Stefan-Boltzmann
La Ley de Stefan-Boltzmann establece que la energía total radiada por unidad de área superficial de un cuerpo negro en la unidad de tiempo , o la densidad de flujo energético,( w)* es directamente proporcional a la cuarta potencia de su temperatura termodinámica T:
[pic]
Constante de Boltzmann σ = 5,67x10 − 8W / m2 − K4
La constante deproporcionalidad es llamada constante de Stefan-Boltzmann (σ). La ley fue descubierta de manera experimental por Jožef Stefan el año 1879 y derivada de modo teórico en el marco de la termodinámica por Ludwig Boltzmann en 1884. Boltzmann supuso una máquina térmica ideal con luz como substancia de trabajo semejante a un gas.
W
Y es válida sólo para objetos de memoria negra ideal.Leyes Teóricas
• Ley de Rayleigh-Jeans
• Ley de Wien
Teoría de Rayleigh y Jeans
El primer intento teórico para formular una Ley de distribución de la energía del cuerpo negro lo realizaron Rayleigh y Jeans.
Ellos supusieron que la radiación contenida en una cavidad de paredes metálicas a cierta temperatura, en un estado de equilibrio termodinámico, tiene el mismo espectro queel del cuerpo negro cuando se encuentra a la misma temperatura. Es decir, la forma como se distribuye la radiación emitida por el cuerpo negro es la misma que la de la radiación contenida dentro de la cavidad.
En el estado estacionario, la radiación se encuentra en forma de ondas electromagnéticas estacionarias, con nodos sobre las paredes metálicas; o sea que la radiación electromagnética...
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