RADIACIÓN DE CUERPO NEGRO – MODELOS CLÁSICOS

Brigith Vanessa García Lozano-G2E13Brigith- 14-Junio-2015

¿Qué es ?

Cuerpo negro : Es un objeto ideal que absorbe toda la luz y toda la energía radiante que incide sobre él

Radiación: Es la propagación de energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas subatómicas a través del vacío o de un medio material.

Radiación de cuerpo negro : Se refiere a sistema que absorbe toda la radiación incidente sobre él y re-irradia energía producida por ondas estacionarias.

Ley de Planck

Cuando un cuerpo negro se calienta a una temperatura absoluta, su superficie emite un flujo de radiación térmica con una distribución espectral definida

𝑄 (𝑇 )=𝐶1

λ5(𝑒𝐶2

λ𝑇 −1)

Ley de Planck para cuerpos a diferentes temperaturas

Donde:Q :Poder emisivo espectral [W/m2]λ:  Longitud de onda [m]T:  Temperatura absoluta [°K]C1: 1ª Cte. radiación = 3.7418·10-16 [W m2]C2: 2ª Cte. radiación = 1.4388·10-2 [m K]

Max Planck

Ley de Stefan-BoltzmannUn cuerpo negro emite radiación térmica con una potencia emisiva hemisférica total  proporcional a la cuarta potencia de su temperatura

𝐸=𝜎𝑇 4

Donde E: energía radiada (W/m2)σ: constante de Boltzman (W/m2K4

T: temperatura absoluta superficie (K)

=5,67x Cubo de Leslie para medir la energía radiada de un cuerpo

J. Stefan L. E. Boltzmann

Ley de Desplazamiento de Wien

El pico de emisión en el espectro de un cuerpo negro se desplaza hacia longitudes de onda más cortas (frecuencias mayores) a medida que aumenta la temperatura.

λ𝑚𝑎𝑥=2,9∗10− 3

𝑇

Donde:λ=longitud de onda maxima (m)T= temperatura absoluta (K)

Cambios de color de la radiación frente a variaciones de temperatura

Ley de Rayleigh - Jeans

Describe la radiación espectral de la radiación electromagnética de todas las longitud de onda de un cuerpo negro a una temperatura dada

𝐵 λ(𝑇 )=2𝑐𝑘𝑇λ4

𝐵ν(𝑇 )=2ν2𝑘𝑇𝑐2

Donde:B= radiación electromagnética (J s/m^2r)λ=longitud de onda maxima (m)T= temperatura absoluta (K)c= velocidad de luz (m/s^2)ν= frecuencia (Hz)Para la longitud de

ondaPara la frecuencia

John W. Rayleigh – James Jeans(1905)

• La densidad de energía emitida para cada frecuencia debía ser proporcional al cuadrado de la última, lo que implica que las emisiones a altas frecuencias (en el ultravioleta) deben portar enormes cantidades de energía

• Esto implicaba que todos los objetos estarían emitiendo constantemente radiación visible, es decir, que actuarían como fuentes de luz todo el tiempo, lo cual es falso

Catástrofe Ultravioleta

REFERENCIAS

[1] Pagina Webwww.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/negro/radiacion/radiacion.html[2] Pagina Webhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/mod6.html[3] Pagina Webhttp://www.iac.es/cosmoeduca/universo/anexos/cuerponegro.html