Absorción de la Radiación





Cuando un cuerpo absorbe radia­ción, se incrementa su estado de ex­citación sobre los electrones situa­dos en un alto nivel energético, pro­duciéndose fuertes vibraciones de las mallas cristalográficas, es decir, au­mentan su temperatura. Los fotones incidentes, “esas cosas rápidas y lu­minosas”, se habrán esfumado. El cuerpo tiende a restablecer su esta­do primitivo mediante la re irradiación de esta energía adicional.

El proceso se desarrolla ahora en sentido inverso; los fotones emitidos de nuevo tienen unas longitudes de onda determinadas que dependen de la variación de energía, aunque el nú­mero de posibles valores es a menu­do tan grande que podemos consi­derar que el espectro de emisión es continuo. Cuando un átomo o una molécula alcanza un estado de exci­tación, habitualmente sólo permane­ce en él durante un instante muy brhorno solare­ve de tiempo, después del cual lo probable es que vuelva a emitir el fotón.

Sin embargo, en un cuerpo sólido o en un gas denso puede, antes de hacer eso, transmitir la energía a los átomos próximos por medio de la acción de las fuerzas intératórnicas. Por este procedimiento se iguala la tem­peratura y se hace más uniforme el estado de excitación del cuerpo. Como resultado de la redistribución de la energía, la radiación emitida puede tener una distribución de lon­gitudes de onda diferente de la de ab­sorción. En particular, la distribución depende ahora sobre todo de la tem­peratura del conjunto del cuerpo.

La acción recíproca entre la ra­diación y un cuerpo cualquiera es tan compleja que resulta imposible pre­decirla partiendo de los principios básicos. Es por tanto conveniente considerar, en su lugar, el comporta­miento de un cuerpo que se toma como patrón o modelo, con unas propiedades determinadas y bastan­te sencillas. Si este cuerpo tiene un número infinito de niveles de ener­gía permitidos, se le llama cuerpo negro, porque puede absorber toda la radiación que incide sobre él, cual­quiera que sea su longitud de onda. La predicción de las propiedades de radiación de un cuerpo negro, debida a Max Planck (1901) fue el primer caso de utilización de las ideas de la teoría cuántica y uno de los pasos conceptuales más importantes en la historia de la Física. No vamos a intentar repetir aquí la argumentación sino a decir simplemente que se de­muestra que la radiación emi­tida por un cuerpo negro, de­bido a su temperatura, tiene una distribución concreta, de densidad energética D.

Nos damos cuenta, en pri­mer lugar, de que cuando en un cuerpo la densidad de ener­gía próxima a la banda infrarroja dentro del espectro visible es suficientemente alta como para que tenga una lu­minosidad que la destaque de su entorno, la temperatura del cuerpo se debe únicamente a la radiación. Esto se produce a temperaturas próximas a 1.500 K (alrededor de 1.200 eC), cuando la máxima densidad de energía se pro­duce para una A de 2 micras. Decimos entonces que el cuerpo está al rojo. Podemos, por supuesto, perci­bir la radiación a temperaturas mu­cho más bajas a través de su acción de calentamiento de la piel. En una  habitación a temperatura ordinaria, es posible percibir la radiación térmica de un objeto simplemente si  está 10 K más caliente que su entorno.



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