Written by Todo el cuerpo emite y absorbe radiación. Cuando la temperatura corporal es más alta que la del ambiente donde se inserta, la tasa de emisión es mayor que la tasa de absorción. Cuando la temperatura del cuerpo es más baja que la del entorno en el que se encuentra, la tasa de emisión es menor que la tasa de absorción. Un cuerpo no emite radiación térmica solo si su temperatura es cero absoluto, es decir: 0 K (cero kelvin).
Toda la materia que se encuentra en estado sólido o líquido, también conocida como materia condensada, emite un espectro continuo de frecuencias. Es decir, no hay espacios vacíos en el espectro.
Cuando un cuerpo está a temperatura ambiente, es visto por la radiación que refleja en el rango de frecuencia de la luz visible. Si está a temperaturas muy altas, alrededor de mil kelvin, emite su propia luz visible con suficiente intensidad para ser detectada por la vista humana.
Se define como cuerpo negro cualquiera que emita un espectro de radiación universal que dependa únicamente de su temperatura, no de su composición. Este tipo de cuerpo absorbe toda la radiación que cae sobre ellos. De ahí el nombre de cuerpo negro. Mire la figura 01:
Figura 01: representación de un cuerpo negro perfecto que no refleja radiación, considerando una temperatura de 0K.
En la figura 02 una temperatura alta:
Figura 02: representación de un cuerpo negro a alta temperatura, cercana a los 10³K.
En este caso, el cuerpo emite radiación en el rango de frecuencia de la luz visible.
Se observa experimentalmente que la intensidad de la radiación emitida es mayor para frecuencias más altas cuando la temperatura es más alta. Es decir, cuanto más alta es la temperatura, más abundancia de radiación de alta frecuencia es emitida por el cuerpo en cuestión. Una situación muy común que se puede observar en la vida cotidiana es el calentamiento de un objeto de hierro, por ejemplo, a una temperatura cercana a los 10³K.
De las observaciones experimentales surgió una cantidad llamada radiancia espectral RT (f), que se define por la cantidad de radiación emitida por la superficie de un cuerpo en un rango de frecuencias df a una temperatura T por unidad de tiempo. Mire la figura 03:
Figura 03: Radiación espectral del cuerpo negro en función de la frecuencia de radiación. La frecuencia de radiación máxima se produce a frecuencias más altas, cuanto más alta es la temperatura corporal. En el gráfico, tres ejemplos de posibles curvas.
La interpretación de este gráfico nos lleva a determinar la temperatura de los cuerpos en función de su resplandor espectral. Es decir, los cuerpos más calientes tienden a emitir luz blanca mientras que los cuerpos a bajas temperaturas emiten ondas infrarrojas, según su distribución en el espectro electromagnético.
Referencias bibliográficas:
EISBERG, Robert RESNICK, Robert. Física cuántica: átomos, moléculas, sólidos, núcleos y partículas. Traducción de Paulo Costa Ribeiro, Ênio Costa da Silveira y Marta Feijó Barroso. Río de Janeiro: Campus, 1979.
