Propiedades de radiación de diferentes cuerpos

Hasta ahora, al hablar de radiación casi siempre nos habíamos recibido a la absorción. Sin embargo, éste es sólo un aspecto a analizar de la radiación.

Nosotros sólo vemos la radiación óptica que llega a nuestros ojos. En este sentido, los ojos reciben la radiación y la absorben. Por lo tanto, la radiación recibida debe provenir de la superficie del objeto que vemos (emisión) o se debe de haber reflejado (reflexión).

Ley de Kirchhoff de la radiación térmica:

Si los cuerpos se encuentran en un equilibrio térmico entre sí, entonces tienen la misma temperatura.

Si se compensan los flujos térmicos, la energía emitida se debe corresponder a la energía absorbida, ya que, de otra forma, se daría un cambio en la temperatura. Para el equilibrio de radiación esto implica que:

Emisión = absorción

En la imagen aparecen dos placas contrapuestas. Las dos tienen la misma temperatura. Los lados externos están aislados, de forma que no se establezca ningún flujo térmico. Si nos imaginamos dichas placas con un área muy grande y una distancia muy pequeña entre sí, entonces tan sólo se habrá producido un intercambio de radiación entre las placas.

La placa (A) emite lo máximo posible, Epsilon = 1. La placa (B) tiene un Epsilon de 0,6. Ya que la absorción se corresponde con la emisión, la placa (B) absorbe el 60 % de la radiación recibida. El 40 % restante se refleja.

Para que haya un equilibrio, la radiación emitida se debe corresponder con la radiación absorbida.

La placa (B) también emite radiación en base a su temperatura;
al igual que la placa (A). Ésta absorbe el 60 % de la radiación emitida por la placa (B) más el 40 % que se refleja en la placa (B).

==> Ambas placas se encuentran en equilibrio térmico, ya que la cantidad de radiación emitida se corresponde con la cantidad de radiación absorbida.

Absorción/reflexión/transmisión:

El anterior ejemplo muestra que, además de la emisión y la absorción de radiación a partes iguales, también existen otras propiedades. La radiación se puede absorber, emitir o reflejar. Sin embargo, también existe la propiedad de dejar pasar la radiación. Esto queda patente en los gases y en el vidrio empleado para las ventanas. No obstante, en este caso las propiedades también dependen de la longitud de onda.

La radiación que incide sobre un cuerpo se puede absorber (a), reflejar (r) o dejar pasar (d):
a + r + d = 1

Con objeto de aclarar este concepto, en la imagen de la izquierda que representa el comportamiento de emisión del cristal de las ventanas, se ha incluido la transmisión y la reflexión.