¿Qué hace que las cosas calientes brillen y a qué temperatura?

Tengo una estufa eléctrica, y cuando la enciendo y apago las luces, noto que la estufa está encendida.

Sin embargo, a medida que bajo la temperatura, eventualmente desaparece por completo. ¿Hay un punto de corte para brillar intensamente?

¿Qué es lo que en realidad está emitiendo la luz? ¿El calor mismo emite la luz, o el metal?

Respuestas (4)

Se debe a la radiación térmica. Los cuerpos con temperatura por encima del cero absoluto emiten radiación. Si la frecuencia de la radiación está en el rango visual, el cuerpo "brilla".

Cuando los electrones en el átomo se excitan, por ejemplo, al calentarse, la energía adicional empuja a los electrones a órbitas de mayor energía. Cuando los electrones vuelven a caer y dejan el estado excitado, la energía se vuelve a emitir en forma de fotón. -wikipedia (espectro de emisión)

Esto explica que el calor en sí mismo no emita la luz.

Densidad de energía espectral en función de la longitud de onda y la temperatura

tu ( λ , T ) = 8 π h C λ 5 1 mi h C λ k T 1

si te integras tu ( λ , T ) bien λ de λ = 380 norte metro a λ = 750 norte metro encontrará que siempre hay algo de radiación en el rango visual. Pero es muy, muy pequeño a temperatura ambiente (T = 300K) y, por lo tanto, indetectable a simple vista.

Para obtener la temperatura de corte ( T C ) para brillo. tienes que resolver

0 T C λ = 380 norte metro λ = 780 norte metro tu ( λ , T ) d λ d T = mínimo requerido para ser detectado por el ojo humano.

Buena respuesta. Creo que el punto más importante que hay que entender es el que haces en el primer párrafo. Para decirlo de otra manera: las cosas frías también emiten radiación, pero no a una frecuencia lo suficientemente alta como para ser visible para el ojo humano.
Esta es una gran respuesta :) Por cierto, ¿este proceso es de la misma manera en que brilla una bombilla o una lámpara halógena?
@Justin L.: ¡Creo que sí!
@Justin L: Lo es. Las luces halógenas son más brillantes porque son más calientes. Pueden estar más calientes porque los gases halógenos reducen la descomposición del filamento de tungsteno. A su vez, esto los hace un poco más eficientes, pero aun así producen mucho calor y poca luz.
Esta no es una buena respuesta. El "calor mismo" es lo que hace la luz. Hará radiación térmica incluso cuando los átomos no estén excitados, solo por colisiones de átomos. En realidad, es más difícil entender cómo los átomos con líneas espectrales nítidas pueden permanecer en equilibrio con la radiación, que es lo que condujo a los coeficientes A,B y la predicción de emisión espontánea de Einstein.

Me gustaría enfatizar un punto mencionado en la primera respuesta.

La clásica radiación de cuerpo negro tiene que ver con un gas de fotones en equilibrio térmico. Los fotones interactúan entre sí y esa interacción da el espectro de Planck habitual para sus energías.

En el interior de las estrellas se producen fotones que interactúan con la materia estelar y ambas llegan a un equilibrio térmico. Cuando los fotones escapan de la estrella, tienen un espectro de cuerpo negro.

Cuando tomas cierta cantidad de materia (una estufa eléctrica) y la calientas, surge la pregunta de dónde provienen los fotones. A bajas temperaturas, no tienes suficiente energía térmica para excitar los electrones en los átomos. Entonces, ¿de dónde vienen los fotones? La respuesta es que deben provenir de la excitación del campo electromagnético de fondo. Incluso si intentara aislar la materia calentada de todos los campos electromagnéticos, nunca podría bloquear las fluctuaciones del vacío.

Si haces la aproximación de un cuerpo negro (y no es una mala aproximación), puedes medir la temperatura de un cuerpo con la ayuda del espectro de un objeto. La clave es la ley de desplazamiento de Wien:

http://en.wikipedia.org/wiki/Wiens_displacement_law

Así funcionan muchos termómetros.

Entonces, la luz emitida por una bombilla incandescente es del mismo tipo (fotónica) que la luz emitida por un LED (solo una composición de frecuencia diferente).

La luz que desprende un LED o fluorescente no es térmica, es decir, es la excitación eléctrica de algún modo que decae emitiendo un fotón de luz visible. Creo que para los fluorescentes, los fotones están realmente en los rayos ultravioleta y el recubrimiento en el interior de la bombilla convierte los rayos ultravioleta en luz visible.