Ley de Desplazamiento de Wien - Física en Línea

El cuerpo de un cuerpo negro de 800 K a 12200 K. Esta gama de colores se aproxima a la gama de colores de estrellas de diferentes temperaturas, como se ve o se fotografía en el cielo nocturno. Por Bhutajata – Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=44144928

Objetivos:

Terminada la lección podrás:

Explicar los conceptos fundamentales de la ley de desplazamiento de Wien.

Elba M Sepulveda

Introducción

La ley de desplazamiento de Wien es una ley fundamental en la física que describe la relación entre la temperatura de un cuerpo negro y la longitud de onda en la cual emite su radiación más intensa. En términos sencillos, nos dice cómo cambia el color de un objeto caliente a medida que su temperatura varía.

A medida que la temperatura disminuye, el pico de la curva de radiación del cuerpo negro se mueve a intensidades más bajas y longitudes de onda más largas. El gráfico de radiación del cuerpo negro también se compara con el modelo clásico de Rayleigh y Jeans. Por Darth Kule – Trabajo propio, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10555337

Aquí te explico los puntos clave de esta ley:

¿Qué establece la ley de desplazamiento de Wien?

La ley establece que la longitud de onda a la cual un cuerpo negro emite la máxima cantidad de radiación es inversamente proporcional a su temperatura absoluta.
Esto significa que:
- A medida que la temperatura de un objeto aumenta, la longitud de onda de su radiación máxima se desplaza hacia longitudes de onda más cortas (hacia el azul).
- A medida que la temperatura de un objeto disminuye, la longitud de onda de su radiación máxima se desplaza hacia longitudes de onda más largas (hacia el rojo).

Fórmula de la ley de desplazamiento de Wien:

La ley se expresa matemáticamente como: λmax = b / T
- Donde:
  - λmax es la longitud de onda de máxima emisión.
  - T es la temperatura absoluta del cuerpo negro en Kelvin.
  - b es la constante de desplazamiento de Wien, que tiene un valor aproximado de 2.898 × 10^-3 m·K.

Importancia de la ley de desplazamiento de Wien:

La ley es útil para determinar la temperatura de objetos calientes, como estrellas, a partir de su espectro de radiación.
También explica por qué los objetos calientes emiten luz de diferentes colores a diferentes temperaturas. Por ejemplo, un metal calentado al rojo vivo emite luz roja, mientras que un metal calentado al blanco emite luz blanca, que contiene todas las longitudes de onda visibles.
Es importante en la astrofísica, para calcular temperaturas superficiales de las estrellas.

Ejemplos:

Una estrella más fría que el Sol emitirá su radiación máxima en la región infrarroja, por lo que se verá roja.
El Sol, con una temperatura superficial de aproximadamente 5778 K, emite su radiación máxima en la región visible del espectro, lo que explica por qué lo vemos de color amarillo.
Una estrella más caliente que el Sol emitirá su radiación máxima en la región ultravioleta, por lo que se verá azul.