Uno de los resultados experimentales que más llamó la atención de los científicos a finales del siglo XIX fue el estudio de la luz emitida por los cuerpos cuando están muy calientes, como "hierro caliente" o incluso un carbón en ascuas. Los herreros de la época ya sabían que cuando el hierro se enrojecía, su temperatura rondaba los 1.000 K, lo que facilitaba el trabajo.
Para estudiar la luz emitida por los cuerpos calientes, se propuso un modelo en el que la idea era realizar cálculos únicamente sobre la radiación producida por la agitación térmica del cuerpo. Un cuerpo así debería absorber toda la radiación que le llega, no pudiendo reflejarla. Así, la carrocería tendría que ser completamente negra, de ahí el nombre del modelo: radiación de cuerpo negro.
Al mirar al pasado, teniendo en cuenta lo que sabemos hoy, podemos afirmar que el estudio de la radiación del cuerpo negro marca el surgimiento de Mecánica cuántica.
Primero, tenemos que entender realmente qué es la radiación del cuerpo negro. Cuando calentamos un cuerpo, comienza a emitir radiación electromagnética. Así, podemos decir que el espectro de esta radiación depende de la temperatura corporal. Por ejemplo, el horno de una industria siderúrgica o el sol produce radiación mediante agitación térmica. Si miramos las brasas al rojo vivo, en realidad veremos radiación de cuerpo negro de un cuerpo a muy alta temperatura.
lámpara de filamento
Un ejemplo de radiación de cuerpo negro que tenemos en la vida cotidiana es la lámpara de filamento. Cuando una corriente eléctrica pasa por el filamento de la lámpara, se calienta por efecto Joule y se comporta prácticamente como un cuerpo negro. Cuando la temperatura se acerca a los 2000 K, parte de la energía se emite como luz visible, que se utiliza para la iluminación. Sin embargo, una buena parte de la energía térmica se emite en el espectro infrarrojo y no se utiliza en iluminación.
Para aumentar la eficiencia lumínica de una lámpara eléctrica, es necesario aumentar la temperatura del filamento. Para que produzca una luz similar a la luz solar, el filamento debe operar a una temperatura similar a la superficie del Sol, que es de aproximadamente 5.700 K. El tungsteno utilizado para fabricar filamentos de lámparas tiene una temperatura de fusión de 3137 K.
Por Domitiano Marques
Licenciada en Física
Equipo Escolar de Brasil
Física moderna - Física - Escuela Brasil
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/radiacao-corpo-negro.htm