4.1.1: La naturaleza de la radiación electromagnética

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Michael E. Ritter
University of Wisconsin-Stevens Point via The Physical Environment

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A diferencia de la convección o conducción, la transferencia de calor por radiación electromagnética no requiere ningún medio intermedio para transmitirla. La radiación electromagnética viaja por el espacio en forma de ondas. Es difícil imaginar la radiación moviéndose como ondas a través del espacio vacío sin un medio para transferir la forma de onda. Las olas creadas cuando se deja caer una roca en una piscina requieren moléculas de agua para propagarlas, pero no así para la radiación.

La energía como ondas electromagnéticas

La cantidad de energía transportada en una ola se asocia con la altura o amplitud de la ola. Siendo todo lo demás igual, la cantidad de energía transportada en una onda es directamente proporcional a la amplitud de la onda. El tipo o “calidad” de la radiación depende de la longitud de onda, la distancia entre crestas sucesivas. Cuanto mayor sea la distancia entre crestas de onda, mayor será la longitud de onda.

diagrama de longitud de onda — Figura\(\PageIndex{1}\): Propiedades de las olas

Cualquier cuerpo que tenga una temperatura está emitiendo radiación electromagnética. Hay un número infinito de longitudes de onda que conforman el espectro electromagnético aunque las agrupamos en varias bandas (Figura\(\PageIndex{2}\)). Las longitudes de onda más cortas caen en los rayos gamma, la radiación electromagnética que podemos ver con nuestros ojos y procesada por nuestro cerebro cae en la banda visible, y las ondas de radio están compuestas por las longitudes de onda más largas.

espectros de raidación solar — Figura\(\PageIndex{2}\): Copiar y Pegar Leyenda aquí. (Copyright; autor vía fuente)

La longitud de onda máxima a la que un cuerpo emite radiación depende de su temperatura. La Ley de Wein (pronunciada “weens”) establece que la longitud de onda máxima de emisión de radiación está inversamente relacionada con la temperatura del cuerpo emisor. Es decir, cuanto más caliente es el cuerpo, más corta es la longitud de onda de emisión máxima. La figura\(\PageIndex{3}\) muestra las longitudes de onda sobre las cuales el Sol y la Tierra emiten la mayor parte de su radiación. Siendo el Sol un cuerpo mucho más caliente, emite la mayor parte de su radiación en el extremo de onda corta y la Tierra en el extremo de onda larga del espectro. La división entre la radiación de onda corta y de onda larga ocurre a aproximadamente 3 micrómetros.

Comparación de espectros de radiación solar y earh — Figura\(\PageIndex{3}\): Comparación de espectros de radiación solar y terrestre