Universidad de Costa Rica
Facultad de Ciencias
Escuela de Física
FS 0411 Laboratorio de Física General III
Reporte de laboratorio 12:
Radiación térmica
Resumen
En este laboratorio se utilizó un simulador para poder experimentar con la radiación que se presenta en un cuerpo a
diferentes temperaturas, en el cual se logra de una forma más gráfica, el poder observar como es la intensidad radiante
(junto con su valor numérico) y a su vez en que lapsos llega a ser visible para el ojo humano. Parte importante del
laboratorio es manipular y analizar lo que corresponde a la Ley de Stefan-Boltzmann por medio de los valores
resultantes del simulador y también con los datos numéricos facilitados.
Palabras Clave:
Radiación, emisividad, temperatura, longitud de onda, espectro.
1. Introducción
La radiación que emiten los cuerpos calentados se
llama radiación térmica, donde absolutamente todo cuerpo
caliente es fuente de este fenómeno [1], con la diferencia de
que dependiendo de la temperatura que se aplique, va
poder ser captado a simple vista o no. Las características o
parámetros que componen a dicha radiación vienen a ser
estudiados por la Ley de Stefan-Boltzmann, que nos va
permitir analizar la tendencia de la intensidad y la
temperatura en los distintos casos que se van a desarrollar
en el laboratorio
2. Marco teórico
La radiación térmica depende principalmente de la
temperatura que se le llega a aplicar a algún cuerpo,
donde este llega a tener distintos comportamientos
dependiendo de la cantidad que se le aplique, a medida
que la temperatura baje, disminuye la intensidad de la
radiación y varía su composición espectral.
El espectro de emisión es continuo, lo que quiere
decir que se presenta una banda de longitudes de onda
ininterrumpido, si el cuerpo soporta cambio grandes de
temperatura sin dañarse, es posible notar dos
comportamientos importantes a la hora de calentarlo:
cuanto más elevada es la temperatura, mayor es la
cantidad de radiación térmica que emite, y también se
acorta la longitud de onda de aquella parte del espectro
en donde hay mayor intensidad [2].
Todo cuerpo que se llega a calentar no sólo emite
radiación térmica, sino que también la llega a absorber,
siendo conocido que cuantos más rayos emite un cuerpo
a una temperatura determinada, mejor absorbe estos
mismos rayos a la misma temperatura [1], es decir, que los
cuerpos que mejor irradian luz, son los que mejor la
absorben.
El comportamiento que presenta esta radiación es
posible de analizar por medio de la Ley que propuso J.
Stefan en 1884 [3], en la cual se muestra que la cantidad de
energía que emite un cuerpo negro por unidad de tiempo y
por unidad de área está dada por la siguiente expresión:
I
(
T
)
=σ T 4
(1)
Donde:
σ: (constante de Stefan-Boltzmann) igual a s 5,670 × 10−8
W/(m2 K4 )
T: Temperatura
I: Intensidad radiante
Es importante mencionar que los cuerpos calientes
ordinarios irradian menos eficientemente de lo que lo
hacen los radiadores por cavidad [2], por lo que la ecuación
(1) puede ser escrita de la siguiente manera:
I
(
T
)
=σ ε T
4
(2)
Donde se tienen los mismos parámetros, con la
diferencia de la emisividad de la superficie (ε), la cual), la cual
