En este artículo veremos diferentes factores de los que depende la intensidad de la radiación y cuál es la ecuación de la intensidad de la radiación.
La intensidad de la radiación es la potencia radiada por el objeto sobre el que inciden las ondas de luz en un cierto ángulo. La energía radiada por la unidad de área del objeto depende de su tasa de emisividad, la temperatura del objeto y sus dimensiones.
Intensidad de la ecuación de radiación y el ángulo sólido
La intensidad de la radiación es la energía radiada por el sistema por unidad de área formando un ángulo sólido de radiaciones. Así dada por la ecuación,
I=E/Aθ
Donde yo es la intensidad,
A es un área,
E es la energía irradiada,
θ es un ángulo sólido
Cuando medimos un ángulo en tres dimensiones, lo llamamos ángulo sólido y se mide en términos de estereorradianes.
El área cubierta por el cono que forma un ángulo 'θ' es A=θ r2. Las ondas radiadas en un ángulo 'θ' se emiten en esta área 'A'.
Lea más sobre la Ejemplos de transferencia de calor por radiación: hechos críticos.
¿La intensidad de la radiación depende de la emisividad?
La emisividad del objeto depende de la intensidad de las ondas incidentes sobre el objeto, las dimensiones, la composición y el color.
La intensidad de la radiación depende de la emisividad del objeto. Los objetos de colores oscuros emiten muy pocas radiaciones en comparación con los objetos de colores brillantes. Por lo tanto, la intensidad de la radiación será mayor en el caso de objetos de colores brillantes.
¿La intensidad de la radiación depende de la temperatura?
La intensidad de la radiación depende de la intensidad de las ondas incidentes y del ángulo en el que inciden estas ondas.
Si la temperatura del sistema es alta, entonces la emisión de radiación es mayor desde el sistema. La intensidad de la luz será la responsable del aumento de la temperatura del sistema ya que aumentará la agilidad de las moléculas y por tanto escalará la intensidad de la radiación.
El poder de la radiación es directamente proporcional a la cuarta potencia de la temperatura por la fórmula,
P=ɛ Σ EN4
Donde P es una potencia de radiación
ɛ es la emisividad del objeto
Σ=5.67* 10-8 W / m2K4 es una constante de Stefan
A es el área
T es una temperatura
A medida que aumenta la temperatura del sistema, también aumenta la intensidad de la radiación del sistema.
Lea más sobre la Cómo se transfiere el calor por radiación: explicación exhaustiva.
¿La intensidad de la radiación depende de la longitud de onda?
La radiación de alta intensidad se compone básicamente de ondas de alta frecuencia y energía.
Como la frecuencia de las ondas refractadas disminuye al ceder la energía al sistema, las ondas emitidas son de longitud de onda larga y por tanto de menor intensidad.
Si consideramos la longitud de onda de las ondas radiadas, ahora podemos escribir la relación entre la intensidad y la longitud de onda mediante la ecuación,
I=E/A λθ
Donde λ es una longitud de onda
La longitud de onda de las ondas emitidas por el sistema siempre es menor que la longitud de onda de las ondas incidentes que absorbe el sistema. Esto se debe a que la energía de la luz incidente se reduce al entrar en el medio más denso y la energía es absorbida por el sistema convirtiéndola en energía térmica elevando así la temperatura del sistema.
Lea más sobre la Qué es la reflexión difusa de la radiación: información detallada.
Gráfica de Intensidad de Radiación v/s Longitud de Onda
La intensidad de la onda será mayor si la longitud de onda es pequeña y, a medida que aumente la longitud de onda, la intensidad se reducirá. Si la longitud de onda es mayor, la frecuencia de la radiación es muy menor.
Aquí hay un gráfico de intensidad v/s la longitud de onda de la radiación trazada a diferentes temperaturas.
El gráfico anterior indica claramente que a medida que aumenta la temperatura del sistema, también aumenta la intensidad de las radiaciones emitidas.
La intensidad de la radiación está más en los espectros visibles, esto se debe a que la luz solar que ingresa a la atmósfera terrestre tiene una mayor intensidad que es absorbida por el objeto. Al emitir, la intensidad de las ondas radiadas es muy inferior ya que las ondas emitidas poseen una mayor longitud de onda.
Lea más sobre la Intensidad radiante.
¿La Intensidad de la Radiación depende de la Distancia?
Si el objeto está más cerca de la fuente, la radiación incidente sobre el objeto será mayor.
Los rayos de luz recibidos por el objeto cuando se coloca cerca de la fuente son más, pero a medida que el objeto se aleja de la fuente, la intensidad de la luz recibida por el objeto disminuye.
Cuando el objeto está más cerca de la fuente desde donde la luz incide sobre el objeto, entonces las radiaciones recibidas por unidad de área del objeto son mayores. A medida que aumentamos la distancia entre la fuente y el objeto, el área cubierta por los rayos emitidos por la fuente aumenta, pero las radiaciones recibidas por unidad de área son menores, lo que reduce la intensidad de la luz.
Gráfica de Intensidad de Radiación v/s Distancia
Aquí hay un gráfico trazado para la variación en la intensidad de las radiaciones vistas al aumentar la distancia entre la fuente de luz y el objeto luminoso.
A medida que la intensidad de la luz disminuye al expandirse la distancia desde la fuente, el gráfico de intensidad v/s distancia muestra una curva ligeramente exponencial.
La intensidad de la luz depende de la cantidad de luz que incide sobre el objeto. Es equivalente al brillo. Si la intensidad de la luz es mayor, entonces el brillo será mayor, y si es menor, entonces tendremos una fuente de luz estimada.
Preguntas frecuentes
¿La luz reflejada por el agua tiene la misma intensidad que la luz incidente?
La longitud de onda de la radiación emitida es mayor en comparación con las ondas incidentes.
A medida que el fotón de luz incide sobre el objeto, la energía del fotón es absorbida por el sistema, por lo que se reduce la intensidad de la radiación.
¿Por qué la intensidad de la radiación infrarroja es menor que la luz visible?
La intensidad de la radiación depende de la energía del fotón transportado por la onda y de su frecuencia.
Cuando el rayo visible es absorbido por cualquier objeto, las ondas radiadas por el objeto tienen una longitud de onda mayor en comparación con la luz visible, por lo que la intensidad de IR es menor que la luz visible.
¿Cómo depende la intensidad del área del objeto?
La La intensidad está inversamente relacionada con el área. del objeto
Cuanto menor sea el área del objeto, menor será su capacidad para absorber la radiación, por lo que emitirá la radiación más rápido que el objeto de mayor tamaño, por el contrario, la intensidad de la radiación emitida será mayor.
¿Cómo depende la intensidad de la energía de la radiación?
Si la intensidad de la luz incidente es mayor, entonces es evidente que la energía asociada con el fotón es alta.
La intensidad es directamente proporcional a la energía de la radiación. Al incidir, esta energía se transmite al objeto sobre el que incide, por lo que las radiaciones emitidas tienen menos energía y se emiten a frecuencias más pequeñas.
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Hola, soy Akshita Mapari. He hecho M.Sc. en física. He trabajado en proyectos como Modelado numérico de vientos y olas durante un ciclón, Física de juguetes y máquinas de emoción mecanizadas en parque de atracciones basados en la Mecánica Clásica. He seguido un curso sobre Arduino y he realizado algunos mini proyectos en Arduino UNO. Siempre me gusta explorar nuevas zonas en el campo de la ciencia. Personalmente creo que aprender es más entusiasta cuando se aprende con creatividad. Aparte de esto, me gusta leer, viajar, rasguear la guitarra, identificar rocas y estratos, fotografiar y jugar al ajedrez.
