PRÁCTICA CUERPO NEGRO: FORMULA DE PLANCK

PRÁCTICA CUERPO NEGRO: FORMULA DE PLANCK
INTRODUCCIÓN
La energía emitida por un cuerpo negro a la temperatura T, por unidad de tiempo y área
a la longitud de onda  está dada por:
eb 
5

 e
C1
C2 /  T

1
donde eb se conoce como irradiancia espectral y los valores de las constantes son los
siguientes:
C1 = 3.7427108 Wm-2m4, C2 = 1.4388104 m K.
El flujo total de energía eb emitido por un cuerpo negro a la temperatura T es
proporcional a la 4a potencia de su temperatura (ley de Stefan-Boltzmann)
eb  T 4
El valor de la constante de Boltzmann es σ = 5.686610-8 Wm-2 K-4.
La longitud de onda a la que se emite el máximo de energía está dado por la ley de
desplazamiento de Wien:
2897.8
max 
T
Donde la temperatura, como en todas las anteriores, está dada en K y la longitud de
onda está dada en m.
TAREAS
1. Represente gráficamente la irradiancia espectral para un cuerpo negro a 300 K
en el intervalo de  = 0.5 m a  = 30 m (este temperatura es un valor típico de
la temperatura ambiente en la biosfera). Puede emplear cualquier programa de
ordenador con facilidades gráficas, por ejemplo la hoja Excel.
2. Realice una representación gráfica análoga a la indicada en el párrafo anterior
para un cuerpo negro a 2041.4 K (punto de fusión del platino) en el intervalo de
 = 0.5 m a  = 10 m.
3. Determine el flujo total de energía emitido por los dos cuerpos negros indicados
en los párrafos anteriores. ¿A qué longitud de onda ocurre el máximo de emisión
en cada caso?
4. Determine el porcentaje de energía emitido por el cuerpo negro a 2041.4 K
dentro del intervalo visible del espectro (4.0-7.6 m).
5. Determine el porcentaje de energía emitido por el cuerpo negro a 300 K en el
infrarrojo cercano (7.6-14.0 m).
6. Represente gráficamente las dos curvas de los párrafos 1 y 2 en el mismo gráfico
usando los ejes logarítmicos más adecuados.