Desbloquear los secretos de la ley de desplazamiento de Wien

Entendiendo-la-Ley-de-Desplazamiento-de-Wien

La-física-es-un-campo-fascinante-que-a-menudo-revela-los-patrones-ocultos-en-la-naturaleza.-La-ley-de-desplazamiento-de-Wien-es-uno-de-esos-descubrimientos-que-nos-ayuda-a-entender-la-relación-entre-la-temperatura-de-un-objeto-y-la-longitud-de-onda-a-la-que-emite-radiación-más-intensamente.-Vamos-a-profundizar-en-este-tema-con-analogías-y-ejemplos-accesibles.

Los-Fundamentos-de-la-Ley-de-Desplazamiento-de-Wien

En-1893,-Wilhelm-Wien-derivó-una-fórmula-que-muestra-que-la-radiación-térmica-emitida-por-un-objeto-depende-de-su-temperatura.-Esto-se-captura-de-manera-sucinta-en-la-fórmula:

λ_max-=-b-/-T

Donde:

• λ_max-es-la-longitud-de-onda-pico-(en-metros)
• b-es-la-constante-de-desplazamiento-de-Wien-(aproximadamente-2.897-×-10^-3-m·K)
• T-es-la-temperatura-absoluta-del-objeto-(en-kelvin)

Explicación-Práctica

Piénsalo-de-esta-manera:-Si-calientas-una-varilla-de-metal,-empieza-a-brillar.-Inicialmente,-ves-un-brillo-rojo-que,-a-medida-que-lo-calientas-más,-se-convierte-en-un-brillo-naranja,-amarillo-y,-finalmente,-blanco.-Este-cambio-de-color-es-una-manifestación-de-la-ley-de-desplazamiento-de-Wien.-A-medida-que-aumenta-la-temperatura,-la-longitud-de-onda-'pico'-de-la-luz-emitida-se-desplaza-hacia-longitudes-de-onda-más-cortas.

Ejemplo:-El-Sol

La-temperatura-media-de-la-superficie-del-Sol-es-de-unos-5,778-K.-Al-introducir-esto-en-la-ley-de-desplazamiento-de-Wien:

λ_max-=-2.897-×-10-3-/-5778-≈-500-nm

Esta-longitud-de-onda-cae-justo-en-el-medio-del-espectro-visible-y-corresponde-a-un-color-verdoso.-Por-eso,-cuando-se-combina-con-otros-colores,-el-Sol-nos-parece-blanco-a-nuestros-ojos-desde-la-Tierra.

Aplicaciones-de-la-Ley-de-Desplazamiento-de-Wien

• Astronomía:-Los-astrónomos-utilizan-esta-ley-para-determinar-la-temperatura-de-las-estrellas-en-función-del-color-de-la-luz-que-emiten.
• Ciencia-Climática:-Ayuda-a-comprender-la-radiación-emitida-por-la-Tierra-y-su-atmósfera.
• Industrial:-La-ley-de-desplazamiento-de-Wien-ayuda-en-el-diseño-de-dispositivos-como-termómetros-de-infrarrojos-para-medir-la-temperatura-a-distancia.

Validación-de-Datos

La-fórmula-λ max-=-b-/-T-requiere-que-la-temperatura-sea-un-número-positivo-mayor-que-cero-para-evitar-la-división-por-cero-o-resultar-en-valores-físicamente-sin-sentido.

Preguntas-Frecuentes

• ¿Qué-es-la-constante-de-Wien?-Es-un-valor-fijo-aproximadamente-igual-a-2.897-×-10^-3-m·K,-utilizado-en-la-ley-de-desplazamiento-de-Wien.
• ¿Se-puede-aplicar-esta-ley-a-objetos-a-temperatura-ambiente?-Sí,-se-puede.-Por-ejemplo,-una-temperatura-de-300-K-daría-una-longitud-de-onda-pico-de-unos-9.65-micrómetros,-que-está-en-la-región-infrarroja-del-espectro.
• ¿Funciona-la-ley-de-desplazamiento-de-Wien-para-todo-tipo-de-radiación?-Se-aplica-principalmente-a-la-radiación-térmica-emitida-por-cuerpos-negros-y-objetos-que-se-aproximan-a-cuerpos-negros.

Resumen

La-ley-de-desplazamiento-de-Wien-vincula-hermosamente-la-temperatura-y-la-longitud-de-onda,-permitiéndonos-inferir las propiedades térmicas de los objetos en función de la radiación que emiten. Es un principio esencial en física con aplicaciones de amplio alcance en muchos campos.

Tags: Física, termodinámica