Calculadora de radiación de cuerpo negro de Planck

Calculadora de radiación de cuerpo negro de Planck | Herramienta online gratis | Elysia Tools

Guía de uso de la herramienta

Conoce cuándo usar esta herramienta, qué admite y cómo la aplican los usuarios.

Datos clave

Categoría: Science & Education
Tipos de entrada: number
Tipo de salida: text
Cobertura de ejemplos: 4
API disponible: Sí

Resumen

Esta calculadora evalúa la radiación térmica emitida por un cuerpo negro ideal según la ley de Planck. A partir de una temperatura absoluta y una longitud de onda opcional, calcula el pico de desplazamiento de Wien, la radiancia y exitancia espectral en el máximo y en la longitud de onda indicada, así como la exitancia radiante total mediante la ley de Stefan-Boltzmann.

Cuándo usarlo

Al diseñar sensores ópticos o cámaras termográficas que operan en bandas espectrales específicas.
Para calcular la longitud de onda de emisión dominante y la energía emitida por estrellas, filamentos o superficies calientes.
En problemas académicos de física moderna y termodinámica que requieran evaluar la ley de Planck, el pico de Wien y la constante de Stefan-Boltzmann.

Cómo funciona

1Introduce la temperatura absoluta del cuerpo emisor en Kelvin (K).
2Opcionalmente, especifica una longitud de onda de evaluación en nanómetros (nm) para analizar un punto concreto del espectro.
3La herramienta calcula el pico de Wien (λ_max = b/T), la radiancia espectral B_λ(T), la exitancia espectral M_λ y la exitancia total integrada M = σT⁴.

Casos de uso

Evaluación de la banda infrarroja emitida por el cuerpo humano para calibración de termómetros infrarrojos.
Determinación del espectro de emisión superficial y potencia por unidad de área de la fotosfera solar u otras estrellas.
Cálculo de la radiación térmica emitida por filamentos incandescentes y elementos calefactores industriales.

Ejemplos

1. Emisión solar de la fotosfera a 5778 K

Estudiante de astrofísica

Contexto

Se requiere modelar la emisión térmica superficial del Sol y verificar en qué región del espectro visible se concentra la mayor emisión.

Problema

Calcular la longitud de onda máxima y la potencia emitida por metro cuadrado en el espectro verde.

Cómo usarlo

Introduce 5778 en el campo de temperatura (K) y 500 en el campo de longitud de onda (nm).

Temperatura: 5778 K, Longitud de onda: 500 nm

Resultado

Pico de Wien en 501.52 nm, exitancia espectral en el pico de 8.29×10¹³ W/m³ y exitancia total de 63.20 MW/m².

2. Detección térmica del cuerpo humano a 310 K

Ingeniero de instrumentación biomédica

Contexto

Se necesita calibrar un sensor óptico infrarrojo pasivo para la detección de temperatura corporal humana.

Problema

Determinar la banda espectral óptima y la fracción de radiación captada en 9.5 µm.

Cómo usarlo

Introduce 310 en el campo de temperatura (K) y 9500 en la longitud de onda de evaluación (nm).

Preguntas frecuentes

¿Qué relación existe entre la radiancia espectral (B_λ) y la exitancia espectral (M_λ)?

Para un emisor lambertiano ideal como el cuerpo negro, la exitancia espectral es igual a π multiplicada por la radiancia espectral (M_λ = π·B_λ).

¿En qué unidades debe ingresarse la temperatura?

La temperatura debe introducirse en escala absoluta, es decir, en Kelvin (K).

¿Qué representa la ley de desplazamiento de Wien?

Indica la longitud de onda en la cual la densidad de radiación espectral del cuerpo negro alcanza su valor máximo para una temperatura dada.

¿Es obligatorio indicar una longitud de onda específica?

No, si se omite, la herramienta calculará el pico de Wien, los valores espectrales en dicho pico y la exitancia total.

¿Cómo se calcula la exitancia total de la superficie?

Se calcula mediante la ley de Stefan-Boltzmann (M = σT⁴), que integra la radiación emitida en todas las longitudes de onda.

Temperatura: 310 K, Longitud de onda: 9500 nm

Ejecutar esta herramienta

Ejemplos que encajan con esta herramienta

Continuar con herramientas y temas relacionados

Conoce cuándo usar esta herramienta, qué admite y cómo la aplican los usuarios.

Datos clave

Resumen

Cuándo usarlo

Cómo funciona

Casos de uso

Ejemplos

1. Emisión solar de la fotosfera a 5778 K

2. Detección térmica del cuerpo humano a 310 K

Preguntas frecuentes

Muestras MP3 Sin Derechos de Autor

Muestras WAV Sin Derechos de Autor

Muestras de Audio PCM Crudo Sin Derechos

Muestras de voz, aprendizaje y seguridad

Calculadora de dispersión de Compton

Calculadora de red de difracción

Calculadora del valor esperado de una función de onda

Calculadora del tensor de tensiones de Maxwell