Fundamentos de Termorradiación y Fotometría: Leyes y Conceptos Clave
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Termorradiación: Leyes Fundamentales
La termorradiación es la radiación emitida por un cuerpo caliente, caracterizada por un espectro continuo. Las leyes que rigen este fenómeno son:
Ley de Kirchhoff
En un cuerpo radiante incandescente, existe una relación constante entre el poder emisor (ε) y el poder absorbente (α) para una longitud de onda (λ) y temperatura (T) determinadas. Esta constante es igual al poder radiante (S) del cuerpo negro.
- A mayor poder absorbente de un cuerpo, mayor es su poder emisor.
- El cuerpo negro absorbe y emite el 100% de la radiación.
Ley de Planck
Describe la energía total radiada por un cuerpo negro por unidad de longitud de onda a cualquier temperatura (T1 < T2 < T3).
Ley de Wien
Establece que cuanto mayor es la temperatura, menor es la longitud de onda a la que se alcanza la máxima energía radiada (T1 < T2 < T3).
Ley de Stefan-Boltzmann
La energía total radiada por un cuerpo caliente aumenta con la cuarta potencia de su temperatura (representada por el área bajo la curva) (T1 < T2 < T3).
Luminiscencia
Fenómeno basado en la excitación electrónica que genera un espectro discontinuo. Se manifiesta en:
- Descarga en gases.
- Polarización directa de semiconductores.
Conceptos de Fotometría
Flujo luminoso
Es la energía luminosa emitida por una fuente de luz en la unidad de tiempo (potencia luminosa), referida a la longitud de onda de 555 nm, donde la sensibilidad del ojo humano es máxima.
Luminancia
La luminancia de una fuente de luz (primaria o secundaria) en una dirección determinada es el cociente de la intensidad luminosa en esa dirección entre el área aparente de dicha superficie (proyección ortogonal).
Ley de la inversa de los cuadrados
La intensidad de iluminación (E; lx) en una superficie perpendicular al rayo luminoso es proporcional a la intensidad luminosa (I; cd) e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la que se encuentra la fuente luminosa.
Ley del coseno (1ª Ley de Lambert)
La intensidad de iluminación (E; lux) en una superficie es proporcional a la intensidad luminosa (I; cd) y al coseno del ángulo que forma con el rayo luminoso, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la que se encuentra la fuente luminosa.