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 𝑄(𝑇)= 𝐶 1 λ 5 ( 𝑒 𝐶 2 λ𝑇 −1) Cuando un cuerpo negro se calienta a una temperatura absoluta, su superficie emite un flujo de radiación térmica con una distribución espectral definida Ley de Planck para cuerpos a diferentes temperaturas 𝑄(𝑇)= 𝐶 1 λ 5 ( 𝑒 𝐶 2 λ𝑇 −1) 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-Boltzmann Un cuerpo negro emite radiación térmica con una potencia emisiva hemisférica total  proporcional a la cuarta potencia de su temperatura J. Stefan L. E. Boltzmann 𝐸=𝜎 𝑇 4 Donde E: energía radiada (W/m2) σ: constante de Boltzman (W/m2K4 T: temperatura absoluta superficie (K) 𝜎=5,67x 10 −8 𝑊 𝑚 2 𝐾 4 Cubo de Leslie para medir la energía radiada de un cuerpo

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. λ 𝑚𝑎𝑥 = 2,9 ∗10 −3 𝑇 Cambios de color de la radiación frente a variaciones de temperatura Donde: λ=longitud de onda maxima (m) T= temperatura absoluta (K)

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 John W. Rayleigh – James Jeans (1905) 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) 𝐵 λ (𝑇)= 2𝑐𝑘𝑇 λ 4 𝐵 ν (𝑇)= 2 ν 2 𝑘𝑇 𝑐 2 Para la longitud de onda Para la frecuencia

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