Se denomina radiación térmica o radiación calorífica a la emitida por un cuerpo debido
a su temperatura. Todos los cuerpos emiten radiación
electromagnética,
pero su intensidad depende de la temperatura y de la longitud de onda
considerada.
En lo que respecta a la transferencia de calor
la radiación relevante es la comprendida en el rango de longitudes de onda de
0,1µm a 100µm, abarcando por tanto parte de la región ultravioleta, la visible
y la infrarroja del espectro electromagnético.
La materia en un estado condensado (sólido o
líquido) emite un espectro de radiación continuo. La frecuencia de
onda emitida por radiación térmica es una densidad de
probabilidad que
depende solo de la temperatura.
Un cuerpo
negro hace referencia a un objeto opaco que emite radiación térmica. Un cuerpo negro
perfecto es aquel que absorbe toda la luz incidente y no refleja nada. A
temperatura ambiente, un objeto de este tipo debería ser perfectamente negro
(de ahí procede el término cuerpo
negro.). Sin embargo, si se calienta a una temperatura alta, un cuerpo
negro comenzará a brillar produciendo radiación térmica.
Para el caso de un cuerpo negro, la función de
densidad de probabilidad de la frecuencia de onda emitida está dada por la ley de radiación térmica de Planck, la ley de Wien da
la frecuencia de radiación emitida más probable y la ley de
Stefan-Boltzmann da
el total de energía emitida por unidad de tiempo y superficie emisora (esta
energía depende de la cuarta potencia de la temperatura absoluta).
A temperatura ambiente, vemos los cuerpos por la
luz que reflejan, dado que por sí mismos no emiten luz. Si no se hace incidir
luz sobre ellos, si no se los ilumina, no podemos verlos. A temperaturas más
altas, vemos los cuerpos debido a la luz que emiten, pues en este caso son
luminosos por sí mismos. Así, es posible determinar la temperatura de un cuerpo
de acuerdo a su color, pues un cuerpo que es capaz de emitir luz se encuentra a altas
temperaturas.
Los cuerpos calientes emiten una radiación
electromagnética cuya distribución de frecuencias sólo depende de su
temperatura Y cuánto más caliente está, más alta es la media de las
frecuencias emitidas.
De este modo, cuando un objeto está caliente emite frecuencias infrarrojas y se puede ver en la oscuridad con un visor de infrarrojos. Si sube más la temperatura, la radiación se ve claramente, porque a partir de cierta temperatura la radiación emitida empieza a estar en la parte baja de la banda visible, es decir en el rojo.
De este modo, cuando un objeto está caliente emite frecuencias infrarrojas y se puede ver en la oscuridad con un visor de infrarrojos. Si sube más la temperatura, la radiación se ve claramente, porque a partir de cierta temperatura la radiación emitida empieza a estar en la parte baja de la banda visible, es decir en el rojo.
Por eso cuando un objeto está muy caliente se
pone rojo y decimos que está al "rojo vivo".
Y cuando se calienta aún más emite radiación en toda la banda visible, en consecuencia se pone blanco y decimos que está al "rojo blanco".
Y cuando se calienta aún más emite radiación en toda la banda visible, en consecuencia se pone blanco y decimos que está al "rojo blanco".
La radiación emitida absorbe parte del calor del
cuerpo y "la radia" al espacio circundante, de tal forma que el calor
se trasmite por el espacio y es capaz de calentar otros objetos a distancia
aunque no haya ningún medio físico entre ellos.
La relación entre la temperatura de un cuerpo y
el espectro de frecuencias de su radiación emitida se utiliza en los pirómetros.
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