Simulación de la radiación espectral de cuerpo negro a diferentes temperaturas

• Autores: Zoraida Morantes, Angel Ochoa, Ana Isabel Hernández
• Localización: Télématique: Revista Electrónica de Estudios Telemáticos, ISSN-e 1856-4194, Vol. 7, Nº. 2, 2008, págs. 146-166
• Idioma: español
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    En esta investigación se generaron dos interfaces gráficas de usuario en Matlab, con la finalidad de ser utilizadas como material de apoyo en la enseñanza experimental de la Física Cuántica, para el análisis de la ley de radiación de Planck. Para ello, se realizó la comparación y validación de la funcionalidad de las interfaces como herramienta de simulación, con datos existentes relacionados con la radiación espectral de un cuerpo negro en el rango infrarrojo, visible y ultravioleta a diferentes temperaturas, demostrando gráficamente que el valor de longitud de onda donde ocurre el máximo de la distribución espectral de la radiación de un cuerpo negro se desplaza a valores más pequeños en la medida que la temperatura se incrementa. Así mismo, se logró: obtener el valor de la intensidad total irradiada para dichas temperaturas a un valor particular de longitud de onda, demostrar gráficamente que la intensidad total irradiada por un cuerpo negro que corresponde al área bajo la curva se incrementa con la temperatura, obtener a partir de la información que ofrece la interfaz el valor de la constante de Planck usando la Ley de Wien, graficar la distribución espectral del tungsteno para diferentes temperaturas comparando los resultados con las curvas teóricas y las obtenidas aplicando LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench). El trabajo fue abordado como una investigación documental (Arias, 1999), de tipo aplicativa y evaluativo (Padrón, 2000). La validación de las interfaces permitió considerar su incorporación a un sistema multimedia que se esta desarrollando en los Laboratorios de Física de la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Zulia, y el Laboratorio de Física y Electrónica de la Universidad Rafael Belloso Chacín, con la finalidad de optimizar el aprendizaje y enseñanza de la física.

  • English

    In this research two user graphic interfaces in Matlab were generated, with the aim of being used as a support material in the experimental teaching of the Quantic Physics, for the analysis of the Planck radiation law. For such a goal, a comparison and a validation of the interfaces functionality was carried out as a simulation tool, with existing data related to the body spectral radiation of a black body in the infrared range, visible and ultraviolet at different temperatures, showing graphically that the wave length value where occurs the maximum of the spectral radiation of a black body moves to lower values as long as the temperature increases. The same way, it was achieved the value of the total intensity irradiated for such temperatures to a particular value of the wave length, and it was demonstrated graphically that the total intensity irradiated by a black body that corresponds to the area under the curve is increased with the temperature, and obtain the value of the Planck constant using the Wien law departuring from the information which offers the interface and to plot the tungsten spectral distribution for different temperatures comparing the results with the theoretical curves and the ones obtained applying LabView(Laboratory Virtual Instrument Engineering )The work was treated as a documental research (Arias 1999), of applied and evaluative type (Padron,2000). The interfaces validation allowed to consider its incorporation to a multimedia system which is being developed in the University of Zulia Engineering Faculty Physics Laboratory, and in the Rafael Belloso Chacín University Physics and Electronic Laboratory, with the aim of optimizing the teaching and learning of the Physics.