Radiómetro para niños

El radiómetro es un instrumento para detectar y medir la intensidad de energía térmica radiante, en especial de rayos infrarrojos.

Descripción

Un radiómetro es un tubo de vidrio o cuarzo en el que se ha hecho un vacío parcial; dentro del tubo se encuentra un eje con cuatro paletas muy ligeras. Una cara de las paletas está ennegrecida, mientras que la otra es de metal pulimentado. Al recibir radiación externa el lado negro de una paleta absorbe más radiación que el lado pulimentado de la paleta opuesta, lo que hace que la primera paleta se aleje de la fuente de radiación. Dicho efecto produce una rotación constante de las paletas -el lado negro alejándose de la fuente de luz-, con una velocidad que depende de la intensidad de la energía radiante.

Estos radiómetros mecánicos, que antes se empleaban en instrumentos meteorológicos para efectuar medidas en las capas altas de la atmósfera, han sido sustituidos casi por completo por dispositivos electrónicos de estado sólido que miden la energía radiante de forma más directa y precisa.

Origen

El radiómetro es un dispositivo diseñado por el químico inglés Sir. William Crookes en 1873, el cual fue construido cuando trataba de medir la masa molecular del talio (elemento descubierto por el mismo). Al momento de pesarlo en una balanza analítica, Crookes notó que la flotabilidad del aire reducía ligeramente el peso, por lo que se dio a la tarea de eliminar la fuente del error, construyendo una cámara de vacío para pesar sus muestras. Pero en lugar de estabilizar sus mediciones como esperaba, su arreglo en la cámara de vacío dio lugar a lecturas extrañas que fueron influenciadas por la temperatura del material que pesaba. Objetos calientes parecían ser repelidos por objetos fríos, ya que en algunos experimentos observó que un objeto ubicado en una balanza cambiaba su peso cuando se le colocaba un cuerpo caliente cerca de él.

Funcionamiento

Consta de un molinete, cuyas aletas son blancas o metálicas por una cara y negras por la otra, dispuesto, para que pueda girar con un roce mínimo, en el interior de una ampolla de cristal en la cual se ha practicado un vacío parcial. Los rayos luminosos son reflejados por la superficie clara y absorbidos por la negra, la cual consiguientemente, se calienta. Así, el aire residual de la ampolleta se expande al contacto con las superficies negras y empuja las aspas, provocando una rotación del molinete, tanto mayor cuanto más intensa es la luz. Estos instrumentos han sido sustituidos casi por completo por dispositivos electrónicos de estado sólido, que miden la energía radiante de forma más directa y precisa.

Fuentes de luz que se utilizan en Radiometría

Las fuentes de uso general en Radiometría son de vital importancia como sistemas auxiliares para la calibración de los detectores que constituyen los medidores de potencia óptica para fibras ópticas. Las fuentes láser de semiconductor son los elementos que general e inyectan luz como señal de portadora para las comunicaciones por fibra óptica, señal que debe ser medida con medidores de potencia en fibras como el que se pretende desarrollar.

Características deseables en una fuente de radiación

Las características deseables en una fuente óptica, van a depender de la aplicación en concreto a la que se va a aplicar, pero en general, son las siguientes:

• Estabilidad temporal: El flujo que se radia debe permanecer constante. Lo ideal es que fuera siempre el mismo, esto es, que el flujo de energía radiado, no variase en el tiempo, incluso con los apagados y encendidos de la fuente.

• Estabilidad espectral: La distribución espectral debe de permanecer constante siempre, y que además no cambie su forma relativa, idealmente nunca.

• Flujo radiante suficiente: Es importante que la relación señal/ruido sea la mayor posible para obtener los niveles de incertidumbre más bajos.

• Fiabilidad y facilidad de uso.

• Inmunidad frente a cambios medio – ambientales exteriores.

• Reducido tamaño.

• Poco peso.

• Poco consumo.

• Elevado rendimiento: Conseguir todas estas características en un dispositivo único, es prácticamente imposible, y por esta razón, en función de la aplicación en la que vaya a estar presente nuestra fuente óptica, buscaremos unas características u otras.

Véase también

En inglés: Radiometer Facts for Kids

• Radiómetro de Crookes
• Radiómetro de Nichols
• Luz
• Óptica
• Rayos infrarroja
• Radiación