Incandescencia: temperatura e luz

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En la luz se genera también calor, siendo esa la forma más común de excitar los átomos de un filamento para que emita fotones y alcance el estado de incandescencia.
Normalmente cuando la corriente fluye por un cable en un circuito eléctrico cerrado, disipa siempre energía en forma de calor debido a la fricción o choque que se produce entre los electrones en movimiento. Si la temperatura del metal que compone un cable se eleva excesivamente, el forro que lo protege se derrite, los alambres de cobre se unen por la pérdida del aislamiento y se produce un corto circuito.

Cuando un cable posee el grosor adecuado las cargas eléctricas fluyen normalmente y la energía que liberan los electrones en forma de calor es despreciable. Sin embargo, todo lo contrario ocurre cuando esas mismas cargas eléctricas o electrones fluyen a través de un alambre de metal extremadamente fino, como es el caso del filamento que emplean las lámparas incandescentes. Al ser ese alambre más fino y ofrecer, por tanto, más resistencia al paso de la corriente, las cargas eléctricas encuentran mayor obstáculo para moverse, incrementándose la fricción.

A.– Las cargas eléctricas o electrones fluyen normalmente por el conductor desprendiendo poco calor.

 B.– Cuando un metal ofrece resistencia al flujo de la corriente, la fricción de las cargas eléctricas. chocando unas contra otras provocan que su temperatura se eleve. En esas condiciones las moléculas. del metal se excitan, alcanzan el estado de incandescencia  y  los  electrones  pueden  llegar  a  emitir. fotones de luz

Cuando las cargas eléctricas atraviesan atropelladamente el metal del filamento de una lámpara, provocan que la temperatura del alambre se eleve a 2 500 ºC (4 500 ºF) aproximadamente. A esa temperatura tan alta los electrones que fluyen por el metal de tungsteno comienzan a emitir fotones de luz blanca visible, produciéndose el fenómeno físico de la incandescencia.

La gran excitación que produce la fricción en los átomos del tungsteno o wolframio (W), metal del que está compuesto el filamento, provoca que algunos electrones salgan despedidos de su órbita propia y pasen a ocupar una órbita más externa o nivel superior de energía dentro del propio átomo. Pero la gran atracción que ejerce constantemente el núcleo del átomo sobre sus electrones para impedir que abandonen sus correspondientes órbitas, hace que regresen de inmediato a ocuparlas de nuevo. Al reincorporarse los electrones al lugar de procedencia, emiten fotones de luz visible para liberar la energía extra que adquirieron al ocupar momentáneamente una órbita superior.

La fricción que producen las cargas eléctricas al atravesar el filamento es también la responsable del excesivo calentamiento que experimentan las lámparas incandescentes cuando se encuentran encendidas.

En general este tipo de lámpara es poco eficiente, pues junto con las radiaciones de luz visible emiten también radiaciones infrarrojas en forma de calor, que incrementan el consumo eléctrico. Sólo el 10% de la energía eléctrica consumida por una lámpara incandescente se convierte en luz visible, ya que el 90% restante se disipa al medio ambiente en forma de calor.

RESPUESTA:

Alex, está muy bien tu comentario sobre la generación de luz por incandescencia. Es muy completa. Piensa que un objeto caliente emite luz. Piensa en un hierro al rojo vivo, o más caliente aún:

La calidad de la luz emitida depende directamente de la temperatura del cuerpo caliente, un cuerpo ligeramente caliente (alrededor de 1600 °C), emite luz roja-naranja, mientras que un cuerpo muy caliente (alrededor de 5000 °C), emite luz muy blanca e incluso puede llegar al blanco azulado a temperaturas extremas (de 8000-9000 °C).
-Quería preguntarte si esa foto se corresponde con una bombilla incandescente. Si la has sacado tú, fíjate en cómo es esa bombilla. Podría ser halógena, y entonces la explicación que das no se correspondería exactamente con la foto. Necesitarías añadir que el filamento aparece rodeado de un gas halógeno que le permite alcanzar temperaturas más altas sin degradarse. Si puedes, entonces, mira cómo es la bombilla y procura sacarle una foto APAGADA, para que le podamos ver el filamento que se pone incandescente.
-Busca los descubridores del tungsteno o wolframio. ¿Quiénes? ¿Dónde? ¿Cuándo?
-Además, sería interesante saber cuándo la antigua lámpara incandescente fue sustituida por la halógena o por la fluorescente, que genera luz al producirse una descarga eléctrica en el seno de un gas .

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