¿Qué es la radiación del cuerpo negro?
La radiación de cuerpo negro es la radiación térmica emitida desde, en lugar de reflejada por, un objeto. Físicamente, la radiación del cuerpo negro siempre se mezcla con la radiación reflejada, porque todos los objetos del mundo real reflejan algunas de las ondas electromagnéticas que reciben. No obstante, un cuerpo negro hipotético emitiría radiación dependiente solo de su temperatura. Los cuerpos negros calientes emitirían sustancialmente en el rango visible de luz y, por lo tanto, serían visibles para los humanos. Los cuerpos negros fríos emitirían principalmente en el rango infrarrojo, haciéndolos invisibles para el ojo humano.
Un cuerpo negro es un objeto que absorbe toda la radiación electromagnética entrante. Ninguna radiación incidente es reflejada por la superficie del cuerpo. Los cuerpos negros no existen en el mundo físico; Son objetos idealizados utilizados con fines conceptuales y teóricos. Los cuerpos del mundo real siempre reflejan una parte de la radiación entrante, aunque esta cantidad puede variar. Los cuerpos negros se nombran como tales porque, al no reflejar ondas de luz incidentes, aparecerían negros cuando estuvieran fríos.
Todos los objetos, incluidos los cuerpos negros, emiten una cantidad de radiación térmica que depende de la temperatura del objeto. De hecho, esta cantidad es proporcional a la temperatura absoluta de un objeto a la cuarta potencia. Duplicar la temperatura absoluta de un objeto, por ejemplo, cambiar el horno de la temperatura ambiente a aproximadamente 600 ° Fahrenheit (315 ° Celsius), dará como resultado 16 veces más radiación térmica. La cantidad total de radiación térmica, por lo tanto, aumenta drásticamente con temperaturas más altas.
A temperaturas inferiores a aproximadamente 900 ° F (482 ° C), la mayor parte de la radiación del cuerpo negro está en la parte infrarroja del espectro electromagnético. Las longitudes de onda de esta radiación están fuera del alcance de la percepción visual humana, lo que explica por qué las personas no pueden ver objetos a temperatura ambiente durante la noche. Sin embargo, los objetos muy calientes comienzan a emitirse sustancialmente en el rango visible de luz. Esto explica por qué las personas pueden ver leña ardiendo o una estrella distante durante la noche. La luz de estos objetos calientes no se refleja principalmente de otras fuentes, por lo que es radiación de cuerpo negro.
Como se mencionó, los objetos del mundo real siempre reflejan algo de la luz incidente que reciben. Los individuos interpretan esta luz reflejada como capaz de "ver" un objeto; las personas pueden ver objetos fríos porque reflejan la radiación del cuerpo negro de los objetos más calientes. Ya sea que las ondas de luz visibles provengan del sol o de una bombilla, alcanzan nuestros ojos solo después de rebotar en un objeto frío. Sin esta radiación original del cuerpo negro, los objetos fríos aparecerían negros, que es justo lo que las personas notan durante la noche sin ningún objeto caliente a la vista. Si los humanos pudieran ver en el infrarrojo, podrían ver incluso objetos a temperatura ambiente.