La naturaleza corpuscular de la radiación

La naturaleza corpuscular de la radiación

Un tipo de radiación principal es la radiación en las partículas. Los protones, los rayos cósmicos, y las partículas alfa y beta, son algunos de los tipos más comunes de radiación de la partícula. (Russell. R. 2015)

La radiación de las partículas es la radiación de energía por medio de partículas subatómicas moviéndose a una alta velocidad, la radiación de partículas puede dañar a los seres vivos y puede dañar circuitos electrónicos, de manera que es dañina tanto para los seres humanos como para los robots, en general para cualquier tipo de materia.

Las partículas que tiene una  mayor energía presentan con más facilidad características del sistema dinámico de partículas, mientras que las partículas que tienen una  menor energía muestran con más facilidad características de onda. También se le llama onda-corpúsculo de fenómeno cuántico, por el cual muchas partículas pueden demostrar comportamientos típicos de ondas en unos experimentos mientras aparecen como partículas compactas y localizadas en otros, existiendo claras diferencias entre onda y partícula. (Russell. R. 2015)

La radiación es la transferencia de energía por ondas electromagnéticas y es bastante diferente a la conducción y a la convección. En el calentamiento por radiación, no existe contacto directo con la fuente de calor. La energía infrarroja viaja en línea recta a través del espacio y no genera calor hasta que es absorbida.

Se pueden clasificar de dos formas distintas analizándolas desde un punto de vista de seguridad, como ionizantes y no ionizantes, esto para indicar el peligro que representan a los seres vivos. Los electrones cargados negativamente y los iones con carga positiva creados por la radiación ionizante pueden causar daños en los tejidos vivos. (Russell. R. 2015)

Radiación del cuerpo negro

Muchas fuentes comunes de luz, incluyendo el sol y los focos de luz, están estrechamente definidas como emisores “cuerpo negro”. Un “cuerpo negro” ideal absorbe toda la radiación que le llega: se lo ve negro al iluminarlo y emite radiación en función de su temperatura. El nombre de cuerpos negros parte del hecho de que, si no emiten radiación en el rango visible, se ven de color negro debido a la absorción completa de todas las longitudes de onda. i este objeto está en equilibrio térmico con el entorno, irradia tanta energía como la que absorbe.

La irradiación espectral de un cuerpo negro está dada por Planck's ley de radiación de Planck, que se muestra en la siguiente ecuación: (M. Planck , vol. 4, pp. 553-563, 1901.)

[pic 1]

λ es la longitud de onda de la luz;

T es la temperatura del cuerpo negro (K);

F es la irradiancia espectral en Wm-2µm-1;

h,c y k son constantes.

Para determinar la temperatura de la radiación de un cuerpo negro de la misma temperatura se mide la longitud de onda λm a la cual el cuerpo negro emite con intensidad máxima. Aplicando la ley de Wien:

[pic 2]

Ejemplo:

Calcular la temperatura del sol

λm=0.5·10-6 m del sol

[pic 3]

Intensidad de la radiación

La intensidad de esa radiación depende de su frecuencia y de la temperatura. La densidad de potencia total de un cuerpo negro se determina mediante la integración de la irradiación espectral sobre todas las longitudes de onda que da: (Anónimo. (2010))

[pic 4]

Donde:

[pic 5]

Ejemplo:

Calcular la temperatura del sol

La energía emitida por el Sol, supuesto un cuerpo negro a la temperatura T es:

[pic 6]

[pic 7]

-Constante de Stefan-Boltzmann s =5.67·10-8 (Wm-2K-4).

-Radio del Sol, R=6.96·108 m

-Distancia entre la Tierra y el Sol, r=1.49·1011 m.

-Intensidad de la radiación solar medida en la órbita de la Tierra I=1390 W/m

Despejando para T

[pic 8]

Propiedades de la radiación

- Reflexión:

Fenómeno que se produce cuando un sistema de ondas que se propaga en un medio homogéneo encuentra un obstáculo que lo hace retroceder cambiando de dirección y sentido.

- Refracción:

Cambio de dirección que experimentan las ondas cuando pasan de un medio a otro por variar su velocidad de propagación.

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