Este documento define y explica conceptos relacionados con la radiación electromagnética emitida por cuerpos, incluyendo la radiación de cuerpo negro, cuerpo gris, espectro electromagnético, emitancia, absortancia, reflectancia, transmitancia y factores de forma de transistores.

1. Velasquez Mata Stephany
Ing. Quimica
Radiación de un cuerpo negro
Se denomina radiación de cuerpo negro a la radiación electromagnética emitida
desde la superficie de un cuerpo ideal que tiene la propiedad de absorber
´íntegramente cualquier radiación electromagnética que incida sobre ´el (“cuerpo
negro”). Las paredes de una cavidad completamente cerrada tienen esta
propiedad, por lo que la radiación de cuerpo negro se denomina también
“radiación de cavidad”.
La emisión de un Cuerpo Negro
depende solamente de su
temperatura.
Es continua debido a que, no
obstante existir procesos que dan
origen a radiación discreta (líneas),
al estar considerando un cuerpo
infinitamente opaco, la radiación
que se produce en su interior es
absorbida y remitida muchas veces
antes de salir del cuerpo. En esas
condiciones, la energía se distribuye
entre las distintas longitudes de
onda y el resultado, en el límite de
opacidad infinita (cuerpo negro), es
un espectro continuo independiente del material.
Obviamente no existe ningún objeto con tales características, es decir, es una
idealización como lo es un gas ideal. Sin embargo si existen cuerpos que se
aproximan a la definición del cuerpo negro.
La radiación de un cuerpo negro se describe mediante la función o Ley de Planck:
,
En la cual Bl(T) representa la energía emitida hacia el vacío por la unidad de
superficie del cuerpo negro, dentro de la unidad de ángulo sólido, en la unidad de
tiempo y por unidad de intervalo de longitud de onda. La función de Planck suele
también escribirse de la siguiente manera :

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Ing. Quimica
,
El cual c es la velocidad de la luz y las constantes C1 = 2hc2 y C2 = hc/k, tienen los
siguientes valores:
C1 = 1.1909 x 10-12 watt cm2 estereorradian-1
C2 = 1.43879 cm °K
La función de Planck es una función distribución y, por lo tanto, expresa la
cantidad de energía emitida en un cierto intervalo de longitud de onda. P
Un ejemplo : el Sol
Atravesar directamente un radio solar a la velocidad de la luz tan solo requiere dos
segundos. Pero en realidad, hacen faltan cerca de 1 millon de años para que la energia
producida en el centro del sol sea extraida. Este tiempo es incomparablemente mayor,
porque el trayecto de la energia es un camino al azar, interumpido por incesantes
absporpciones y reemisiónes de fotones.
En este caso se puede comprender por qué el sol es muy absorbente para
sus propios fotones. Su espectro tiene la misma forma que el de un
cuerpo negro, sobre el que se sobreponen líneas de absorción :
 el aspecto de cuerpo negro da cuenta del equilibrio térmico global
 las líneas del espectro dan cuenta de la materia solar en las capas superficiales
donde se escapan los fotones.
Se concluye que un cuerpo negro se define por el equilibro íntimo entre su materia y su
radiación. Su temperatura de equilibrio determina por si misma la distribución espectral de
la radiación.

3. Velasquez Mata Stephany
Ing. Quimica
¿Qué es un cuerpo gris?
Es un tipo de superficie no negra en el que el poder de emisión es independiente
de la longitud de onda de la radiación. Se puede asumir que la transferencia de
calor debida a la emisión de ondas electromagnéticas y la medida de la cantidad
de luz absorbida por una solución, no dependen de la longitud de onda, siendo,
por lo tanto, ambos constantes. De esta forma, definimos un cuerpo gris como
aquel cuya transferencia de calor por ondas electromagnéticas es constante ante
la longitud de onda.
La emisividad puede ser distinta en cada longitud de onda y depende de factores
como la temperatura, condiciones de las superficies (pulidas, oxidadas, limpias,
sucias, nuevas, etc.) y ángulo de emisión. La emisividad depende de la longitud de
onda, pero en algunos casos resulta conveniente suponer que existe un valor de
emisividad constante para todas las longitudes de onda, siempre menor que 1
(que es la emisividad de un cuerpo negro). Esta aproximación se denomina
aproximación de cuerpo gris.
Comparar las curvas de emisión para el cuerpo negro, para un cuerpo gris.
El agua es por ejemplo un cuerpo gris.
.

4. Velasquez Mata Stephany
Ing. Quimica
Espectro electromagnético
Es el rango de todas las radiaciones electromagnéticas posibles. El espectro de un
objeto es la distribución característica de la radiación electromagnética de ese
objeto.
El espectro electromagnético se extiende desde las bajas frecuencias usadas para
la radio moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la
onda corta), que cubren longitudes de onda de entre miles de kilómetros y la
fracción del tamaño de un átomo. Se piensa que el límite de la longitud de onda
corta está en las cercanías de la longitud Planck, mientras que el límite de la
longitud de onda larga es el tamaño del universo mismo, aunque en principio el
espectro sea infinito y continuo.
Así se divide el espectro electromagnético.
Cada uno de los gases atmosféricos tiene capacidad para absorber radiación en
diferentes longitudes de onda. Los principales responsables son:
• Ozono (O3): Absorbe radiación ultravioleta
• Dióxido de carbono (CO2): Absorbe radiación en 13 − 17.5µ;
• Vapor de agua (H2O: Absorbe radiación en 5.5 − 7µ y por encima de 27µ;
Esto deja, por otro lado, regiones del espectro en las que no se produce absorción, son
las denominadas ventanas atmosféricas. Por tanto la teledetección sólo va a ser en
principio viable en estas ventanas, las principales.

5. Velasquez Mata Stephany
Ing. Quimica
¿Qué es emitancia y absortancia?
Es la habilidad de una superficie que al calentarse o enfriarse regrese a su
temperatura original.
es la cantidad total de energía radiante de todas las longitudes de onda que es
emitida por un cuerpo por unidad de tiempo y unidad de superficie. Se simboliza:
W. Emitancia monocromática o poder emisivo monocromático es la cantidad de
energía radiante de una determinada longitud de onda  emitida por un cuerpo por
unidad de superficie y de tiempo. Se simboliza por W. Si se refiere a un cuerpo
negro se simboliza: Wn.
La emitancia total, para todo el espectro de la radiación procedente de una
superficie, es la suma de todas las radiaciones monocromáticas que salen de
dicha superficie:



0
.  dWW
Desde el punto de vista físico, la emitancia total es la radiación de todas las
longitudes de onda emitida por la unidad de superficie en la unidad de tiempo en
todas las direcciones, que es captada por una semiesfera centrada en la
superficie.
Absortancia
Fracción de la radiación incidente sobre un cuerpo que es absorbida por el mismo.
representa en sí la fracción de radiación incidente que es absorbida por un material, con
valores que van de 0.0 a 1.0 (aunque también se puede expresar en términos de
porcentaje, de 0% a 100%). La absortancia, en ocasiones denominada absorción
superficial, depende fundamentalmente del color y el acabado de los materiales.
La absortancia puede ser establecida en relación con radiaciones de diferentes
longitudes de onda. Debido a ello es común encontrar tres formas distintas de
absortancia: solar, visible y térmica:
La forma más común se refiere a la absortancia solar, la cual incluye el espectro
visible, el infrarrojo y el ultravioleta. Este parámetro generalmente se usa para
estimar la forma en que la radiación solar afecta el balance térmico de las
superficies (exteriores e interiores) de los elementos constructivos.

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¿Qué es reflectancia y transmitancia?
Reflectancia:
Se refiere al valor porcentual de la energía radiante que es reflejada por un
material, del total de energía radiante que incide su superficie.
La fotometría de reflectancia implica la medida de la intensidad de la luz que es
reflejada por una fase sólida, tras iluminar ésta con un haz de luz de una longitud
de onda que es absorbida por los productos de interés.
Los espectrofotómetros de reflexión miden la reflectancia y la relacionan con la
concentración del analito de interés.
Transmitancia:
La cantidad de luz transmitida a través de una solución se conoce como la
transmitancia (T). Esta se define como la relación entre la energía de la luz
transmitida a través de una solución problema (I) y la energía transmitida a través
de una solución de referencia (I0), también llamada Blanco de referencia, que
generalmente es el solvente utilizado en la solución problema. Dado que el
compuesto a ensayar no está presente en el blanco de referencia, la transmitancia
de la pieza de referencia se define como el100 % de T. Se puede escribir de dos
maneras diferentes. La primera se escribe así:
T = I/Io
La segunda se pude expresar en términos de porcentaje
% T = I/Io ×100
Cuando se halla el logaritmo negativo de la T se obtiene un nuevo término
llamado Absorbancia (A) y se escribe como sigue:
A = - log_10⁡T

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Factor de forma (transitor)
Un transistor es un aparato que funciona a base de un dispositivo semiconductor
que cuenta con tres terminales, los que son utilizados como amplificador e
interruptor. Una pequeña corriente eléctrica, que es aplicada a uno de los
terminales, logra controlar la corriente entre los dos terminales.
Los transistores se comportan como parte fundamental
de los aparatos electrónicos, análogos y digitales.
Específicamente, en los aparatos electrónicos digitales,
un transistor se utiliza como interruptor, pero también se
les da otros usos que guardan relación con memorias
RAM y puertas lógicas.
Un transistor es un aparato que funciona a base de un
dispositivo semiconductor que cuenta con tres
terminales, los que son utilizados como amplificador e
interruptor. Una pequeña corriente eléctrica, que es
aplicada a uno de los terminales, logra controlar la
corriente entre los dos terminales.
Los transistores se comportan como parte fundamental de los aparatos
electrónicos, análogos y digitales. Específicamente, en los aparatos electrónicos
digitales, un transistor se utiliza como interruptor, pero también se les da otros
usos que guardan relación con memorias RAM y puertas lógicas. Por otra parte,
en cuanto a los aparatos análogos, se utilizan, por lo general, como
amplificadores.

8. Velasquez Mata Stephany
Ing. Quimica
Bibliografía
http://www.fis.utfsm.cl/fis140/cuerpo_negro.pdf
http://www.astroscu.unam.mx/~tony/espanol/astro-gal-7-cuerpo-negro.pdf
http://astro.if.ufrgs.br/levato/cuerponegro1/
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/negro/radiacion/radiacion.htm
http://samrqfisica1-2.blogspot.mx/2010/04/radiacion-del-cuerpo-negro-y-gris.html
http://www.teledet.com.uy/tutorial-imagenes-satelitales/infrarrojo-termico.htm
http://www.espectrometria.com/espectro_electromagntico
http://www.um.es/geograf/sigmur/teledet/tema02.pdf
http://www.sol-arq.com/index.php/caracteristicas-materiales/caracteristicas-
superficiales
http://elblogdeadepi.blogspot.mx/p/resumen-analisis-bioquimico-fundamentos.html
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/401539/exe-
2%20de%20agosto/leccin_3_transmitancia_y_absorbancia.html
http://personales.unican.es/solanaj/m1_para_web_2010/TEMAS_micro_I/Micro_I_
TEMA_2/TEMA%202.1_10_11_resumen.pdf