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Constante de Stefan-Boltzmann a partir de M(T⁴)

Cavidad de cuerpo negro. Mida el poder emisivo M a varias T y determine σ por la aproximación lineal de M frente a T⁴.

Universidad / investigación· 22 min·Simulador relacionado: TermodinámicaCuerpo negro: espectro de Planck

Objetivo

Determinar σ a partir de M = σ T⁴. La pendiente de M frente a T⁴ es σ.

Material

  • Cavidad de cuerpo negro
  • Regulador de T
  • Radiómetro (M)

Experimento

Teoría

La ley de Stefan–Boltzmann da el poder emisivo de un cuerpo negro. Esta no es la ley de Wien: no se busca λ_max; el radiómetro da la integral M. El montaje oculta M y σ. Se varía solo T.

Procedimiento

  1. Cambie solo la temperatura de la cavidad T. σ está oculta.
  2. Registre. El radiómetro anota M con un pequeño ruido. No hay M, σ ni marca de λ_max en vivo.
  3. En la tabla se calcula T⁴. Repita para al menos 6 temperaturas, aproximadamente de 900 a 2800 K.
  4. Compruebe la aproximación lineal de M frente a T⁴; la pendiente es σ. Compare con el valor de referencia.

Conclusión

La σ hallada coincide con la constante de Stefan-Boltzmann. Las principales incertidumbres: ruido del radiómetro e idealización de un cuerpo negro perfecto.