Secundaria Radiacion Infrarroja ?

[john500]

Hola todos
Quiero saber como se generan las ondas infrarrojas.
Se que todos los cuerpos emiten calor ( radiacion infrarroja) Pero como es que la generan?

[guibix]

Re: Radiacion Infrarroja ?

Todo cuerpo caliente emite radiación en todo el espectro, la cantidad de radiación y el tipo de radiación más común depende de la temperatura del cuerpo. A temperatura ambiente el infrarrojo es el más común, pero por ejemplo en el Sol a casi 6000ºK, la radiación más común es la luz visible que tiene más que de infrarrojos.

Este fenómeno es el llamado "Radiación del Cuerpo Negro"

Saludos

[alfonso12]

Re: Radiacion Infrarroja ?

Emiten calor porque no están en el 0 absoluto

Incluso cerca del 0 absoluto existe la nulpunktenergie, por favor corregirme si me equivoco o ampliar este punto si sabeis mas que yo

saludos

[Al2000]

Re: Radiacion Infrarroja ?

Mas bien nullpunktsenergie. Pásate al idioma que mas te guste...

[natanael]

Re: Radiacion Infrarroja ?

Como se generan, bueno...te comparto lo que sé, confía sólo un 70% en mi compresión del asunto.

Clásicamente y si no lo sabías, todas las ondas se generan por la aceleración de las cargas eléctricas (electrones o iones). La temperatura es una especie de vibración de todas las partículas y sistemas de partículas que constituyen la materia, idealmente una temperatura de 0 Kelvil es cuando ninguna partícula o sistema de ellas se está moviendo, entonces al tener una masa con una temperatura mayor que cero, implicaría que los sistemas de partículas (electrones, núcleos, moléculas, etc) se están moviendo, pero no todas se mueven igualmente, si quieres hacer una aproximación cualitativa del movimiento de cada una de ellas, puedes imaginar que se mueven según el movimiento armónico simple M.A.S., que no es más que un vaivén donde la partícula describe aceleraciones negativas y positivas, pero en ese movimiento el periodo de oscilación depende de parámetros como por ejemplo la constante del resorte, que define la fuerza y más fácil aún (matemáticamente hablando), un potencial bien definido. De forma análoga, cada molécula, electrón o sistema de partículas oscila con un período según le ordene el potencial al que se encuentra dentro del sistema, como no todos los potenciales son los mismos para cada región, entonces algunas partes del sistema vibrará localmente con cierta frecuencia promedio.



Entonces si tienes más o menos 50 átomos como en la figura, ponte que 10 se muevan con una cierta frecuencia A, y 20 átomos se mueven a dos A, y 5 a 3A y los últimos 15 4A, entonces el cuerpo irradiará ese espectro de frecuencias como ondas de electromanéticas de esas frecuencias o longitudes de onda.

A parte del link que te dió guibix, la distribución de longitudes de onda y su intensidad dependiendo de la temperatura la puedes ver aquí. Necesitarás Java.

Ahora, como lo publicaste en cuántica, te digo lo poco que sé del asunto.

La historia no cambia mucho, pero básicamente es esto. Los electrones promedian temporalmente posiciones o niveles de energía de forma discreta dentro de un átomo, los electrones pueden "saltar" a cualquier posición o nivel de energía, si saltan a un nivel superior de energía al que estaban, entonces han "absorvido" energía, si saltan a un nivel inferior al que estaban entonces la han emitido en forma de radiación, pero también pueden saltarse dos, tres, etc, niveles de energía, ganando o obsorbiendo más energía. Según la formula de Planck E=hv, la energía de las ondas está relacionada con la frecuencia, entonces cuando un electrón salta a un nivel inferior, éste emite energía en forma de ondas electromagnéticas cuya frecuencia está dada por la diferencia de energía que ha perdido el electrón al saltar a un nivel inferior.

Las ondas del rango de frecuencias del inflarojo, sería una radiación de baja energía, es decir tienen una longitud de onda relativamente mayor que las demás, esta baja energía se que correspondería a saltos cuánticos donde no se pierda mucha energía. Y yo creo, creedme un 50% (que algún experto lo confirme), que estos saltos cuánticos son los que más se dan frecuentemente. Es decir, debe ser más fácil que un electrón se salte un nivel a que se salte 2,3,4,5 o hasta 6 niveles de energía, pero... como todos esos casos son posibles, entonces por porner un ejemplo aplicamos el mismo de arriba, si tienes 50 electrones en un sistema de n átomos, entonces debido a que su temperatura es mayor que el cero Kelvin, 5 electrones se saltan más de 4 niveles de energía, 10 más de 3, 15 más de dos y 20 electrones promedian saltos de 1 nivel de energía, esto crearía un espectro de frecuencias para ese sistema de 50 electrones.

Entonces las ondas inflarrojas se crearían (según la cuántica), cuando cierto número de electrones de un material, saltan a niveles inferiores de energía, perdiendo todos la misma cantidad de energía, y dicha diferencia de energía se correspondería según la formula de Planck, a la frecuencia que tienen las ondas inflarrojas.

Saludos, y como siempre, espero correciones .

[john500]

Re: Radiacion Infrarroja ?

Gracias me ayudo mucho

[Julián]

Re: Radiacion Infrarroja ?

Pero hago una aclaración, en el espectro de la radiación infrarroja no hay saltos cuánticos de electrones en los niveles de energía del átomo.
El espectro de radiación que es producido por los saltos cuánticos de los electrones en los niveles energéticos del átomo va del espectro ultravioleta al espectro visible (longitud de onda de 400 a 700 nanómetros)
En cambio la radiación infrarroja tiene una longitud de onda que va de los 0.7 a 100 micrómetros y esa magnitud es mucho mayor a la que producen los electrones en los saltos cuánticos, sino que dicha longitud de onda se corresponde con la longitud de onda de las vibraciones moleculares.

Entonces, la radiación infrarroja es producto de las vibraciones o rotaciones moleculares.
Para dar un ejemplo, pensemos en un cuerpo sólido rígido ideal, es decir, esta formados por partículas cuya distancia entre estas es constante. Las partículas estan fijas en un sólido por las fuerzas intermoleculares (ya sea iónicas o covalentes). Como estan a una temperatura mayor a 0º K y como la temperatura es el promedio de la energía cinética de las partículas que lo conforman, todas las partículas tienen un movimiento vibracional debido a la temperatura.
En este análisis cuando decimos partículas nos referimos ya sea a átomos o moléculas, por lo que al vibrar estas, vibran también los electrones en los niveles energéticos de los átomos. Esa vibración es la que produce la radiación infrarroja. Es por esto que todos los cuerpos irradian en su medida calor.

La historia no cambia mucho, pero básicamente es esto. Los electrones promedian temporalmente posiciones o niveles de energía de forma discreta dentro de un átomo, los electrones pueden "saltar" a cualquier posición o nivel de energía, si saltan a un nivel superior de energía al que estaban, entonces han "absorvido" energía, si saltan a un nivel inferior al que estaban entonces la han emitido en forma de radiación, pero también pueden saltarse dos, tres, etc, niveles de energía, ganando o obsorbiendo más energía. Según la formula de Planck E=hv, la energía de las ondas está relacionada con la frecuencia, entonces cuando un electrón salta a un nivel inferior, éste emite energía en forma de ondas electromagnéticas cuya frecuencia está dada por la diferencia de energía que ha perdido el electrón al saltar a un nivel inferior.

Las radiaciones electromagnéticas no solo son producidas por saltos cuánticos de electrones solamente. Por ejemplo las ondas de radio en general son generadas por oscilaciones de corriente en los circuitos eléctricos. Si tenemos un circuito en donde una fuente genera una corriente alterna (de cualquier forma, sinoideal, triangular, etc), es decir, que el sentido de la corriente cambia y por lo tanto cambia de la misma manera el sentido el campo magnetico que genera la corriente por lo que se induce una onda electromagnética cuya frecuencia es igual a la frecuencia de la corriente alterna.
Pero el rango de estas frecuencias va hasta los 300 Ghz. No es posible generar una onda visible a través de este método porque no podemos hacer oscilar la corriente a ese nivel.
O otra forma de generar radiación es por los choques entre partículas cargadas.

Para dar un ejemplo guaso pero que es útil para entender esto. Supongamos que tomo un cuerpo cargado electricamente (de una manera que no se descarge por ningun lado) y lo bato de adelante hacia atrás repetidamente a una cierta frecuencia. Esa perturbación de la carga perturba los campos electromagnéticos y dicha perturbación se exparse a todo el espacio. En ese caso ese cuerpo sería el oscilador y cuya perturbación electromagnética se expandiría en el espacio y interaccionará con un cuerpo que tenga la misma resonancia.

[john500]

Re: Radiacion Infrarroja ?

Enserio muchas gracias a todos