¿Cómo afecta la temperatura a la longitud de onda?

La temperatura tiene una relación inversa con la longitud de onda de la radiación electromagnética. A medida que aumenta la temperatura, la longitud de onda disminuye. Esto se desprende de la ley de desplazamiento de Wien, que establece que la longitud de onda de la emisión máxima de un cuerpo negro es inversamente proporcional a su temperatura termodinámica.

Matemáticamente, la ley de desplazamiento de Wien se puede expresar como:

λmáx =b/T

dónde:

λmax es la longitud de onda de máxima emisión en metros (m)

b es la constante de desplazamiento de Viena, aproximadamente 2,898×10-3 m⋅K

T es la temperatura termodinámica en Kelvin (K)

Como ejemplo, consideremos dos objetos a diferentes temperaturas:

Objeto 1: Temperatura =300 K (temperatura ambiente)

Usando la ley de desplazamiento de Wien, podemos calcular la longitud de onda de emisión máxima del Objeto 1:

λmáx =b/T

λmáx =(2,898×10-3 m⋅K)/(300 K)

λmáx ≈ 9,66 × 10-6 m

Esto significa que el Objeto 1 emite radiación con una longitud de onda máxima en la región infrarroja del espectro electromagnético, que es invisible para el ojo humano.

Objeto 2: Temperatura =5000 K (aproximadamente la temperatura de la superficie del sol)

Para el objeto 2:

λmáx =b/T

λmáx =(2,898×10-3 m⋅K)/(5000 K)

λmáx ≈ 5,796 × 10-7 m

En este caso, la longitud de onda máxima de emisión se encuentra en la región visible del espectro, correspondiente a un color blanco amarillento. Por eso el sol nos parece brillante y luminoso.

En resumen, las temperaturas más altas corresponden a longitudes de onda más cortas, mientras que las temperaturas más bajas corresponden a longitudes de onda más largas. Esta relación es crucial en diversos campos científicos, como la astrofísica, la radiación térmica y la teledetección.