La radiación térmica suena como un término geek que verías en un examen de física. En realidad, es un proceso que todos experimentan cuando un objeto emite calor. También se llama "transferencia de calor" en ingeniería y "radiación de cuerpo negro" en física.
Todo en el universo irradia calor. Algunas cosas irradian mucho más calor que otras. Si un objeto o proceso está por encima del cero absoluto, está emitiendo calor. Dado que el espacio en sí mismo puede ser de solo 2 o 3 grados Kelvin (que es bastante frío), llamarlo "radiación de calor" parece extraño, pero es un proceso físico real.
Medición de calor
La radiación térmica se puede medir con instrumentos muy sensibles, esencialmente termómetros de alta tecnología. La longitud de onda específica de la radiación dependerá completamente de la temperatura exacta del objeto. En la mayoría de los casos, la radiación emitida no es algo que pueda ver (lo que llamamos "luz óptica"). Por ejemplo, un objeto muy caliente y enérgico puede irradiar muy fuertemente en rayos X o ultravioleta, pero quizás no se vea tan brillante en luz visible (óptica). Un objeto extremadamente energético puede emitir rayos gamma, que definitivamente no podemos ver, seguidos de luz visible o de rayos X.
El ejemplo más común de transferencia de calor en el campo de la astronomía que hacen las estrellas, particularmente nuestro Sol. Brillan y emiten cantidades prodigiosas de calor. La temperatura de la superficie de nuestra estrella central (aproximadamente 6,000 grados Celsius) es responsable de la producción de la luz blanca "visible" que llega a la Tierra. (El Sol aparece amarillo debido a los efectos atmosféricos). Otros objetos también emiten luz y radiación, incluido el solar objetos del sistema (principalmente infrarrojos), galaxias, las regiones alrededor de los agujeros negros y nebulosas (nubes interestelares de gas y polvo).
Otros ejemplos comunes de radiación térmica en nuestra vida cotidiana incluyen las bobinas de una estufa cuando se calientan, la superficie calentada de una plancha, el motor de un automóvil e incluso la emisión infrarroja del ser humano cuerpo.
Cómo funciona
A medida que la materia se calienta, se imparte energía cinética a las partículas cargadas que forman la estructura de esa materia. La energía cinética promedio de las partículas se conoce como la energía térmica del sistema. Esta energía térmica impartida hará que las partículas oscilen y aceleren, lo que crea electromagnética radiación (que a veces se denomina ligero).
En algunos campos, el término "transferencia de calor" se usa al describir la producción de energía electromagnética (es decir, radiación / luz) mediante el proceso de calentamiento. Pero esto es simplemente mirar el concepto de radiación térmica desde una perspectiva ligeramente diferente y los términos realmente intercambiables.
Radiación térmica y sistemas de cuerpo negro
Los objetos de cuerpo negro son aquellos que exhiben las propiedades específicas de perfectamente absorbente cada longitud de onda de radiación electromagnética (lo que significa que no reflejarían la luz de ninguna longitud de onda, de ahí el término cuerpo negro) y también lo harán perfectamente emitir luz cuando se calientan.
La longitud de onda máxima específica de la luz que se emite se determina a partir de la Ley de Wien que establece que la longitud de onda de la luz emitida es inversamente proporcional a la temperatura del objeto.
En los casos específicos de objetos de cuerpo negro, la radiación térmica es la única "fuente" de luz del objeto.
Objetos como nuestro Sol, aunque no son emisores perfectos de cuerpo negro, exhiben tales características. El plasma caliente cerca de la superficie del Sol genera la radiación térmica que eventualmente llega a la Tierra como calor y luz.
En astronomía, la radiación de cuerpo negro ayuda a los astrónomos a comprender los procesos internos de un objeto, así como su interacción con el entorno local. Uno de los ejemplos más interesantes es el que emite el fondo cósmico de microondas. Este es un resplandor remanente de las energías gastadas durante el Big Bang, que ocurrió hace unos 13.700 millones de años. Marca el punto cuando el joven universo se había enfriado lo suficiente como para que los protones y electrones de la primera "sopa primordial" se combinaran para formar átomos neutros de hidrógeno. Esa radiación de ese material temprano es visible para nosotros como un "resplandor" en la región de microondas del espectro.
Editado y ampliado por Carolyn Collins Petersen