¿Cuál es la función de un cuerpo negro en los termómetros infrarrojos?
(1) Un objeto que absorbe completamente la radiación incidente de todas las longitudes de onda sin ningún reflejo bajo ninguna condición. (2) Un objeto con una absortividad de 1. (3) Un objeto que absorbe completamente la radiación incidente de todas las longitudes de onda a cualquier temperatura.
Todos los objetos irradian, absorben y emiten continuamente ondas electromagnéticas. Las ondas electromagnéticas radiadas varían en diferentes bandas de ondas y presentan una distribución espectral específica. Esta distribución está relacionada con las propiedades inherentes y la temperatura de un objeto y se define como radiación térmica. Para estudiar las leyes de la radiación térmica independientemente de las características de los materiales, los físicos han definido un objeto ideal: el cuerpo negro, que sirve como referencia estándar para la investigación de la radiación térmica. Un cuerpo negro absorbe todas las ondas electromagnéticas incidentes sin reflexión ni transmisión, mientras sigue emitiendo radiación hacia el exterior.
Según la Ley de Radiación de Kirchhoff, en un estado de equilibrio térmico, la relación entre la energía radiante de un objeto y su absortividad es independiente de las propiedades del material y depende únicamente de la longitud de onda y la temperatura. De acuerdo con esta ley, un cuerpo negro presenta la mayor capacidad de radiación a una temperatura determinada y también se denomina radiador lleno.
En la termografía infrarroja las ondas electromagnéticas emitidas por diferentes sustancias se diferencian claramente. El cuerpo negro actúa como punto de referencia, equivalente a un punto cero. Dado que en realidad no existe un cuerpo negro ideal, la emisividad se define para cuantificar tales diferencias. Para cualquier longitud de onda dada, la emisividad se refiere a la relación entre la energía radiante de un objeto real dentro de un intervalo estrecho de longitud de onda y la de un cuerpo negro a la misma temperatura. La emisividad es un valor positivo entre 0 y 1, generalmente afectado por las propiedades del material, las condiciones ambientales y los parámetros de medición. Los objetos con emisividad independiente de la longitud de onda se denominan cuerpos grises, mientras que otros se clasifican como radiadores selectivos.
El funcionamiento prolongado de las cámaras termográficas infrarrojas es susceptible a interferencias externas, que pueden provocar errores de medición. Por lo tanto, se adoptan cuerpos negros para la calibración de instrumentos.
