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Física de la ley de Viena

Física de la ley de Viena
Física de la ley de Viena

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La ley de Wien, también llamada ley de desplazamiento de Wien, relación entre la temperatura de un cuerpo negro (una sustancia ideal que emite y absorbe todas las frecuencias de luz) y la longitud de onda a la que emite la mayor cantidad de luz. Lleva el nombre del físico alemán Wilhelm Wien, quien recibió el Premio Nobel de Física en 1911 por descubrir la ley.

Wien estudió la distribución de la longitud de onda o frecuencia de la radiación del cuerpo negro en la década de 1890. Fue su idea utilizar como una buena aproximación para el cuerpo negro ideal un horno con un pequeño agujero. Cualquier radiación que ingrese al pequeño orificio se dispersa y se refleja desde las paredes internas del horno con tanta frecuencia que se absorbe casi toda la radiación entrante y la posibilidad de que parte de ella salga del orificio nuevamente puede ser extremadamente pequeña. La radiación que sale de este agujero está muy cerca de la radiación electromagnética de equilibrio del cuerpo negro correspondiente a la temperatura del horno. Wien descubrió que la energía radiativa dW por intervalo de longitud de onda dλ tiene un máximo en cierta longitud de onda λ my que el máximo cambia a longitudes de onda más cortas a medida que aumenta la temperatura T. Encontró que el producto λm T es una constante absoluta: λ m T = 0.2898 grados centígrados Kelvin.

La ley de Wien del cambio del máximo de potencia radiativa a frecuencias más altas a medida que se eleva la temperatura se expresa en forma cuantitativa de observaciones comunes. Los objetos calientes emiten radiación infrarroja, que la piel siente; cerca de T = 950 K se puede observar un brillo rojo apagado; y el color se vuelve naranja y amarillo a medida que aumenta la temperatura. El filamento de tungsteno de una bombilla es T = 2,500 K caliente y emite luz brillante, sin embargo, el pico de su espectro a esta temperatura todavía está en el infrarrojo, de acuerdo con la ley de Wien. El pico cambia a amarillo visible cuando la temperatura es T = 6,000 K, como la de la superficie del Sol.