RADIACION DE CUERPO NEGRO

RADIACION DE CUERPO NEGRO
WIEN, UNA SOLUCION ÓPTIMA
Autor: DIEGO FERNANDO SANCHEZ MARTINEZ 222853
LISTA 28
“EL
PRESENTE TRABAJO NO HA SIDO COPIADO, ES PRODUCTO DEL AUTOR MENCIONADO, BASADO EN LAS
REFERENCIAS CITADAS AL FINAL”
INTRODUCCION
La radiación es simplemente la emisión continua de energía desde la superficie
de un cuerpo, denominada “energía radiante” y es transportada por ondas
electromagnéticas que viajan a la velocidad de la luz. Por mucho tiempo han
surgido deferentes interrogantes acerca del comportamiento de esta ya que
experimentalmente podemos apreciar simplemente con nuestros sentidos
diferentes fenómenos que fueron incógnitas muy grandes para los científicos
del siglo XIX. En otras palabras cuando un cuerpo aumenta su temperatura por
medio de una fuente de energía externa percibimos que este emana calor
durante un tiempo determinado simplemente acercando nuestras manos; otra
experiencia inmediata que percibimos de forma directa es que dicho cuerpo
dependiendo de la cantidad de energía que recibe tiende a “generar luz”
durante un tiempo proporcional al que fue sometido, aun cuando la fuente de
energía a sido retirada.
Una forma de dar explicación a estos fenómenos es optar por definir un
material ideal que tenga un comportamiento que permita justificar de forma
general lo que ocurre en los materiales particulares. Es así como nace el
concepto de cuerpo negro definido como un material que tiene la propiedad de
evitar la reflexión de la energía radiante proveniente de la fuente térmica antes
mencionada, es decir que toda la energía incidente desde el exterior es
absorbida en su totalidad así como también la incidente del interior es emitida
de forma ideal.
WIEN, UNA SOLUCION ÓPTIMA
Durante mucho tiempo se creo una barrera entre la medición de los datos
experimentales y el modelo planteado para el análisis de la radiación del
cuerpo negro, ésta tenía un comportamiento (de acuerdo con los datos
experimentales) similares a los representados en la grafica A donde en el eje X
tenemos la longitud de onda (λ) a la que se emite la radiación, de manera que
para ciertas longitudes serán rayos X, para otras ultravioletas, espectro visible
o infrarrojos.
T
(λ)
Grafica A
El problema principal radicaba en poder expresar un modelo matemático lo
mas preciso posible que permitiera analizar diferentes intensidades (“En papel”)
sin tener que realizar el experimento cada vez que requirieran obtener un dato
o cualquier tipo de información que fomentara la rápida evolución de sus
experimentos. Sin embargo los datos experimentales no solo arrojaban
interrogantes, sino que mostraba de forma directa 2 importantes relaciones de
proporcionalidad:

Una de ellas, es que cuanto más caliente estuviera el cuerpo negro,
emitiría más energía. Después se observo también que esta energía era
directamente proporcional a la temperatura elevada a la cuarta.

La otra evidencia que podía apreciarse era que la temperatura se
relaciona con la longitud de onda; siendo precisamente este el punto de
partida de Wien para sus análisis posteriores.
Es claro que la grafica experimental A tiene un evidente máximo definido ,pues
bien, la longitud de onda que corresponde con esta intensidad máxima,
multiplicada por la temperatura del cuerpo negro es constante, así, si la
temperatura es baja, la longitud de onda se hará mayor para compensar y
viceversa.
Una problemática que había sido formulada y cuestionada por muchos de los
científicos que lo precedieron; fue correctamente resuelta con la formulación
matemática de esta ley, "ley del desplazamiento de Wien" que permite expresar
cuantitativamente los cambios que se producen, con las variaciones de la
temperatura, en el espectro de un cuerpo. Esos cambios cuantificados se
expresan como sigue:
Es en este momento donde esta formulación matemática ayuda a entender
cómo varían los colores aparentes de los cuerpos negros, logrando con esto
romper una idea paradigmática que impedía a los precursores modelar con
precisión esta gran interrogante.
La ley de Wien logra relacionar de una forma precisa la variación del color de
un cuerpo con el cambio de la temperatura de la fuente externa mencionada al
comienzo de este escrito. Es en este momento donde esta formulación
matemática ayuda a entender cómo varían los colores aparentes de los
cuerpos negros, logrando con esto romper una idea paradigmática que impedía
a los precursores modelar con precisión esta gran interrogante.

La máxima frecuencia o longitud de onda que puede irradiar un objeto
depende de la temperatura de su masa

Los objetos con una mayor temperatura emiten la mayoría de su
radiación en longitudes de onda más cortas; por lo tanto parecerán ser
más azules.
Los objetos con menor temperatura emiten la mayoría de su radiación
en longitudes de onda más largas; por lo tanto parecerán ser más rojos.

CONCLUSIONES
1. La máxima frecuencia o longitud de onda que puede irradiar un objeto
depende de la temperatura de su masa
a.
2. Los objetos con una mayor temperatura emiten la mayoría de su
radiación en longitudes de onda más cortas; por lo tanto parecerán ser
más azules.
3. Los objetos con menor temperatura emiten la mayoría de su radiación
en longitudes de onda más largas; por lo tanto parecerán ser más rojos.
4. Wien logra romper un paradigma plateado tiempo atrás de su modelo.
5. La constancia y el análisis de los fenómenos naturales permite realizar
modelos que simulen de una forma ideal su comportamiento.
REFERENCIAS
1.
2.
3.
4.
5.
es.wikipedia.org
www.astrocosmo.cl/
www.virtual.unal.edu.co
aojodebuencubero.blogspot.com
www.sc.ehu.es