Se denomina radiación térmica o radiación calorífica a la emitida por un cuerpo debido a su temperatura. Todos los cuerpos emiten radiación electromagnética, siendo su intensidad dependiente de la temperatura y de la longitud de onda considerada. En lo que respecta a la transferencia de calor la radiación relevante es la comprendida en el rango de longitudes de onda de 0,1µm a 1000µm, abarcando por tanto la región infrarroja del espectro electromagnético. La materia en un estado condensado (sólido o líquido) emite un espectro de radiación continuo. La frecuencia de onda emitida por radiación térmica es una función de densidad de probabilidad que depende solo de la temperatura. Los cuerpos negros emiten radiación térmica con el mismo espectro correspondiente a su temperatura, independientemente de los detalles de su composición. Para el caso de un cuerpo negro, la función de densidad de probabilidad de la frecuencia de onda emitida está dada por la ley de radiación térmica de Planck, la ley de Wien da la frecuencia de radiación emitida más probable y la ley de Stefan-Boltzmann da el total de energía emitida por unidad de tiempo y superficie emisora (esta energía depende de la cuarta potencia de la temperatura absoluta). A temperatura ambiente, vemos los cuerpos por la luz que reflejan, dado que por sí mismos no emiten luz. Si no se hace incidir luz sobre ellos, si no se los ilumina, no podemos verlos. A temperaturas más altas, vemos los cuerpos debido a la luz que emiten, pues en este caso son luminosos por sí mismos. Así, es posible determinar la temperatura de un cuerpo de acuerdo a su color, pues un cuerpo que es capaz de emitir luz se encuentra a altas temperaturas. La relación entre la temperatura de un cuerpo y el espectro de frecuencias de su radiación emitida se utiliza en los pirómetros.

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Thermal radiation is electromagnetic radiation generated by the thermal motion of charged particles in matter. All matter with a temperature greater than absolute zero emits thermal radiation. When the temperature of a body is greater than absolute zero, inter-atomic collisions cause the kinetic energy of the atoms or molecules to change. This results in charge-acceleration and/or dipole oscillation which produces electromagnetic radiation, and the wide spectrum of radiation reflects the wide spectrum of energies and accelerations that occur even at a single temperature. Examples of thermal radiation include the visible light and infrared light emitted by an incandescent light bulb, the infrared radiation emitted by animals is detectable with an infrared camera, and the cosmic microwave background radiation. Thermal radiation is different from thermal convection and thermal conduction—a person near a raging bonfire feels radiant heating from the fire, even if the surrounding air is very cold. Sunlight is part of thermal radiation generated by the hot plasma of the Sun. The Earth also emits thermal radiation, but at a much lower intensity and different spectral distribution (infrared rather than visible) because it is cooler. The Earth's absorption of solar radiation, followed by its outgoing thermal radiation are the two most important processes that determine the temperature and climate of the Earth. If a radiation-emitting object meets the physical characteristics of a black body in thermodynamic equilibrium, the radiation is called blackbody radiation. Planck's law describes the spectrum of blackbody radiation, which depends only on the object's temperature. Wien's displacement law determines the most likely frequency of the emitted radiation, and the Stefan–Boltzmann law gives the radiant intensity. Thermal radiation is one of the fundamental mechanisms of heat transfer.

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