6.3 Ley de Radiación de Planck, Densidad de flujo, Flujo y Luminosidad

Actividad 3. Ley de Radiación de Planck, Densidad de flujo, Flujo y Luminosidad

Objetivo

  • Conocer cómo es que un objeto celeste emite radiación electromagnética.

Forma de trabajo

  • Individual

Producto

  • Cuestionario

Recursos

  • Lecturas

Indicaciones

En esta sección se dan las expresiones matemáticas utilizadas con los conceptos físicos aplicados a astronomía tales como brillo (o brillantez), densidad de flujo, flujo total intrínseco, luminosidad.

El estudiante:

  1. Leerá los archivos “Solo Introducción a Constantes Físicas y Astronómicas 3” y “Radiación de un Cuerpo Negro, Ley de Emisión de Planck Una Breve Introducción” donde encontrará una breve definición de las dimensiones de un objeto celeste dependiendo de la capacidad de observar detalle, por ejemplo, objetos puntuales (como estrellas), objetos discretos (pequeñas nubes de gas, grupos de estrellas) y objetos extendidos (nubes de gas grandes, remanentes de supernovas, nebulosas planetarias, galaxias) e introducción a los diferentes tópicos.

  2. Leerá el texto “Luminosidad, Brillantez, Densidad de Flujo” donde encontrará el desarrollo matemático detallado para 1) luminosidad, 2) Brillantez o Brillo, 3) densidad de flujo, 4) densidad de flujo de una estrella (objeto puntual) o del Sol, 5) el flujo de energía a través de un ángulo sólido (visto por un observador en la Tierra) y 6) luminosidad de una estrella.

  3. Leerá el texto “Potencia y Luminosidad de un objeto celeste“. Este texto complementa un poco lo que se ve en el texto “Luminosidad, Brillantez, Densidad de Flujo”, y nos dará la expresión de la función matemática conocida como Riemann-Zeta, que es la función necesaria para encontrar el valor de la integral del brillo sobre todas las frecuencias de onda.

  4. Revisará los apuntes “Constante de Stefan Boltzmann”, donde obtendrá el ángulo sólido por el que un objeto puntual emite su radiación y es detectada por un observador en la Tierra (que detecta solo la radiación en la dirección radial hacia él, y por eso se incluye el factor coseno del ángulo). Al final se incluyen las unidades (físicas) de la constante de Stefan-Boltzmann (σ).

  5. Comprobará sus conocimientos realizando los ejercicios 1, 2, 3 y 4. Después verificará sus respuestas con los resultados que se encuentran en la "hoja de soluciones".
  6. Comprobará sus conocimientos al realizar los ejercicios. Después verificará sus respuestas con los resultados que se encuentran en la "hoja de soluciones".

    Nota 1:
    En las notas del textos “Ejercicio del flujo del Sol en la Tierra” 
    y “The Solar Constant” encontrará las referencias y los valores del flujo de radiación en ondas visible e infrarrojo del Sol detectado en la Tierra (justo fuera de la atmósfera). Deberá poner atención al flujo en ondas infrarrojas es mayor que el flujo en ondas en el visible.

    Nota 2:
    En las copias de los artículos ”Recent Science Results from the Navy Prototype Optical Interferometer ” y “The Angular Diameter and Effective temperature ” encontrará dos ejemplos observacionales de la estimación del radio o diámetro de unas estrellas, realizadas con la técnica de interferometría óptica (Navy Prototype Optical Interferometer en Arizona, EE UU, y CHARA en California EE UU).