Fundamentos de Física Moderna Radiación del Cuerpo Negro -modelos clásicos- Andrés Camilo Vargas Páramo G2E34 15 de junio de 2015.

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1 Fundamentos de Física Moderna Radiación del Cuerpo Negro -modelos clásicos- Andrés Camilo Vargas Páramo G2E34 15 de junio de 2015

2  El término radiación se refiere a la emisión continua de energía desde la superficie de cualquier cuerpo, esta energía se denomina radiante y es transportada por las ondas electromagnéticas que viajan en el vacío a la velocidad de 3·10 8 m/s. Las ondas de radio, las radiaciones infrarrojas, la luz visible, la luz ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma, constituyen las distintas regiones del espectro electromagnético.  La superficie de un cuerpo negro es un caso límite, en el que toda la energía incidente desde el exterior es absorbida, y toda la energía incidente desde el interior es emitida. Definición

3  La intensidad (energía por unidad de área y unidad de tiempo) por unidad de longitud de onda para la longitud de onda l, de un cuerpo negro a la temperatura absoluta T, viene dada por la expresión.  Su unidad es (W·m -2 )·m -1.  La intensidad (energía por unidad de área y unidad de tiempo) por unidad de frecuencia para la frecuencia f, de un cuerpo negro a la temperatura absoluta T, viene dada por la expresión.  Su unidad es (W·m -2 )·s. Ley de Stefan-Boltzmann

4  La posición del máximo en el espectro de la radiación del cuerpo negro depende de la temperatura del cuerpo negro y está dado por la ley de desplazamiento de Wien. Calculando la derivada primera de la función de la distribución de Planck expresada en términos de la longitud de onda o de la frecuencia  Obtenemos la ecuación trascendente  Este resultado constituye la ley de desplazamiento de Wien, que establece que el máximo de la densidad de energía dE l /dl por unidad de longitud de onda a distintas temperaturas T 1, T 2, T 3,.., se produce a las longitudes de onda l 1, l 2, l 3...tales que Ley del Desplazamiento de Wien

5 La ley de Rayleigh-Jeans intenta describir la radiación espectral de la radiación electromagnética de todas las longitud de onda de un cuerpo negro a una temperatura dada. Para la longitud de onda λ, es; donde:  c es la velocidad de la luz,  k es la constante de Boltzmann  T es la temperatura absoluta. Ley de Rayleigh-Jeans

6 Arreglos experimentales  A medida que un objeto se calienta, se hace más brillante ya que emite más radiación electromagnética. El color (o la longitud de onda dominante) cambia con la temperatura. Los objetos fríos emiten en longitudes más largas. Los objetos calientes emiten en longitudes de onda más cortas. infrarrojo rojo azul violeta