Composición Espectral de la Radiación del Cuerpo Negro PDF

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Reporte (no informe) de laboratorio....

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COMPOSICIÓN ESPECTRAL DE LA RADIACIÓN DEL CUERPO NEGRO Isabella Aguilera (1828704). Carlos A Jaramillo (1825838)

OBJETIVO GENERAL Observar la composición espectral de la radiación emitida por un filamento incandescente. Estudiar la ley de desplazamiento de Wien.

OBJETIVO ESPECÍFICO Analizar la composición espectral de la radiación de una lámpara a través de su intensidad en función de la longitud de onda por medio de un espectrofotómetro. De la misma manera, estudiar la ley de desplazamiento de Wien a través de la dependencia entre la longitud de onda y el cambio de temperatura de dicha lámpara al variar el voltaje aplicado.

DATOS Y RESULTADOS En el laboratorio se midieron la intensidad luminosa de una lámpara y la posición angular de los canales de un espectrofotómetro. Esta posición angular fue convertida a la longitud de onda (λ) con ayuda de la siguiente ecuación [1]: 𝜆=

√

√(

13900

3 1 2 sin 𝜃 + )2 + − 1.689 4 2 √3

A partir de esto, se graficó la intensidad lumínica en función de la longitud de onda para tres temperaturas absolutas en el filamento diferentes (2970K, 3050K, 3227K). A continuación, se presenta la gráfica obtenida para las tres temperaturas anteriormente mencionadas y la tabla de valores de las longitudes de onda a intensidad luminosa máxima y temperatura respectivas.

Figura 1. Intensidad lumínica en función de la longitud de onda para su correspondiente temperatura.

Tabla 1. Longitud de onda máxima para cada temperatura.

ʎmax (µm) 0,73082339 0,70829825 0,70733319

T (K) 2970 3050 3227

ʎmaxT (µmK) 2170,5454 2160,3096 2282,5642

De acuerdo con la tabla presentada, se graficó la longitud de onda en función del inverso de la temperatura, como se presenta a continuación:

Figura 2. Longitud de onda máxima en función del inverso de la temperatura.

ANÁLISIS Y CONCLUSIONES A partir de los resultados obtenidos teniendo en cuenta el valor teórico del producto λmaxT = 2897,3 μmK [2]; primero se comparó con el valor promedio de entre los productos de cada temperatura presentados en la tabla 1, y luego se comparó con la pendiente obtenida por linealización en la figura 2. Del primer y segundo análisis se obtuvieron resultados de la constante de 2204,47 μmK y 755,21μmK, con un porcentaje de error relativo de 23,92% y 73,93%, respectivamente para cada uno. De lo anterior se concluye que el método de regresión lineal no es un método muy efectivo para el manejo de los datos medidos, pues se trata de un número muy limitado de estos y, por otro lado, que al analizar los resultados obtenidos para cada λmax correspondiente con su temperatura obtenemos resultados más cercanos al esperado teóricamente, donde los errores en la medida que se presentan se deben a las limitaciones de los instrumentos utilizados y al error humano aportado en la medida. También podemos observar de la figura 1 que en las curvas correspondientes a las dos primeras temperaturas existe apenas un aumento de intensidad lumínica mínimo entre ellas, contrario a lo que es de esperar (sin embargo, es notorio el corrimiento de λmax), esto evidencia una vez mas un el error en la medida.

Referencias [1] Guía de Laboratorio de Física Moderna I, Composición espectral de cuerpo negro. Jesús Anselmo Tavares. Universidad del Valle. [2] Ley de desplazamiento de Wien disponible en: https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_desplazamiento_de_Wien...