Cuerpo negro

Buenas Tardes

Somos estudiantes de la Universidad Autónoma del Carmen

De la Facultad de Ingeniería Campus 3

Somos el Equipo #5, integrado por:

Y su servidor Cruz Díaz José Imanol

El día de hoy venimos a exponer el tema “Cuerpo Negro”, de la asignatura de “Tópicos de Física Moderna”, impartido por el Doctor Francisco Méndez Martínez.

Nuestro contenido teórico abarcara lo siguiente:

• Introducción.
• Radiación.
• Radiación luminosa.
• Propiedades de la superficie de un cuerpo.
• El cuerpo negro.
• Radiación del cuerpo negro:

• Ley de Stefan – Boltzmann.
• Teoría de Rayleigh - Jeans.
• Ley de desplazamiento de Wien.
• Ley de la Radiación de Planck.
• Ejercicio.

Me gustaría comenzar con la siguiente situación:

Se tienen dos esferas idénticas sobre una mesa, una de color blanco y la otra de color negro. Luego de un tiempo se toman con las manos, y se percibe que una de ellas aparentemente está más caliente que la otra, sin embargo ¿cómo es esto posible si ambas se encuentran a la misma temperatura del medio ambiente?

Esperemos que con el desarrollo del tema se resuelva la cuestión.

Cuando los objetos reciben la luz solar absorben una parte y otra la reflejan como espejos. El color con que vemos un objeto es simplemente la luz que rebota, esto es, la luz que es reflejada. El resto de la luz es absorbida y calienta el objeto.

Por ejemplo una manzana, la vemos roja porque en ella se rebota el color rojo, es decir, se refleja el color rojo. La luz blanca, como la del sol, que está formada por los colores del arco iris, cuando llega a un objeto, algunos colores son absorbidos y los otros son reflejados. Un objeto que vemos blanco refleja todos los colores que juntos dan el color blanco, y un objeto negro absorbe todos los colores, como no refleja ninguno entonces lo vemos negro.

Aunque también, cuando un rayo luminoso incide sobre un cuerpo, en el cual su comportamiento varía según sea la superficie, la constitución de dicho cuerpo, y la inclinación de los rayos incidentes, dando lugar al fenómeno físico conocido como “Absorción”

El cuál es el proceso mediante el cual un material absorbe la radiación de una onda de luz. Esta radiación, al ser absorbida, puede ser remitida o bien transformarse en otro tipo de energía, que comúnmente llamamos “calor”.

Ahora bien, el término radiación se refiere a la emisión continua de energía desde la superficie de cualquier cuerpo, esta energía se denomina radiante y es transportada por las ondas electromagnéticas que viajan en el vacío a la velocidad de 3x10^8 m/s (que es la velocidad de la luz). Por ejemplo, los que ya mencionó mi compañero anteriormente: ondas de radio, las radiaciones infrarrojas, la luz visible, la luz ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma, constituyen las distintas regiones del espectro electromagnético.

Esto nos lleva a las Propiedades de la superficie de un cuerpo

Caso#1.- Sobre la superficie de un cuerpo incide constantemente energía radiante, tanto desde el interior como desde el exterior, la que incide desde el exterior procede de los objetos que rodean al cuerpo. Cuando la energía radiante incide sobre la superficie una parte se refleja y la otra parte se transmite.

Consideremos la energía radiante que incide desde el exterior sobre la superficie del cuerpo. Si la superficie es lisa y pulimentada, como la de un espejo, la mayor parte de la energía incidente se refleja, el resto atraviesa la superficie del cuerpo y es absorbido por sus átomos o moléculas.

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