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¿Puede usar una cámara infrarroja para detectar fiebre?

¿Puede usar una cámara infrarroja para detectar fiebre?

Resulta que la longitud de onda de mayor intensidad producida, el pico en la curva anterior, depende de la temperatura del objeto. A medida que se calienta, la longitud de onda del pico de emisión disminuye: se mueve hacia la izquierda, de regreso al espectro visible.

Entonces, para algo a temperatura ambiente (como 300 Kelvin), esta longitud de onda máxima es de aproximadamente 9,7 μm (micrómetros). Eso coloca la mayor parte de la radiación en la parte infrarroja del espectro. Por eso, por lo general, no se puede saber con solo mirar las cosas qué tan calientes están.

Pero si lo calienta a, digamos, 1200 K (como ese elemento del horno), la longitud de onda de mayor intensidad se mueve hacia abajo a aproximadamente 2,4 μm. Eso todavía está en la región infrarroja, pero al cambiar la curva también obtienes más luz en la parte visible del espectro (<0,74 μm), por lo que tu ojo puede verlo brillar. (¡Pruébelo en el simulador PhET!)

Esta relación temperatura-longitud de onda se llama ley de desplazamiento de Wien, que se ve así:

Ilustración: Rhett Allain

En esta expresión, λ es la longitud de onda de la luz con la máxima intensidad y T es la temperatura (b es solo una constante). Esto significa que puedo obtener un valor para la temperatura de un objeto con solo mirar el color de la luz que produce.

Solo la mayor parte de la luz es invisible, por lo que necesita una cámara de infrarrojos para eso. Es básicamente como una cámara digital normal, pero en lugar de tener un sensor que detecta las longitudes de onda visibles, este puede “ver” las longitudes de onda infrarrojas. Mi cámara de infrarrojos puede incluso dar una lectura de temperatura directamente en la imagen. En serio, estas cosas son increíbles.

Sin reflejo en ti

Oh, pero hay un problema: la ley de Wien solo funciona para la radiación de un “cuerpo negro”. ¿Qué es eso? Un cuerpo negro es un objeto que no refleja la luz exterior; toda la luz que emite es producida por el propio objeto. Una bombilla incandescente es un buen ejemplo: se ilumina porque el filamento se calienta mucho. (Es por eso que las incandescentes son fuentes de luz desagradables. Desperdician mucha energía en el rango infrarrojo que no se puede ver).

En realidad, la luz de la mayoría de las cosas es una mezcla de emisión y reflexión. Entonces, si queremos usar esa luz para obtener la temperatura de un objeto, necesitamos conocer la proporción. Hay un índice, llamado emisividad, que captura esto. Va desde 0.0 para una superficie completamente reflectante hasta 1.0 para un cuerpo negro perfecto. Hay tablas donde se puede consultar la emisividad de diferentes materiales.

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