Si calienta un metal (o cualquier otra cosa) hasta una temperatura $ T $, entonces la energía promedio de cualquier grado de libertad del metal será del orden de $ kT $. A 600ºC, esto es aproximadamente 0.075eV, y como usted dice, la energía de la luz visible es alrededor de 2 - 3eV, que es un factor de 30 o más.

La razón por la que se puede producir luz visible es porque la energía térmica se distribuye aleatoriamente. Eso significa que algunos bits del metal tendrán una energía sustancialmente menor que 0.075eV y algunos bits tendrán una energía sustancialmente mayor que 0.075eV. Obtienes pequeñas partes del metal donde la energía es tan alta como 2 - 3eV, y son esas partes las que emiten la luz.

La intensidad de la radiación emitida está dada por la ley de Planck:

$$ B (\ lambda) = \ frac {2hc ^ 2} {\ lambda ^ 5} \ frac {1} {\ exp \ left (\ frac {hc} {\ lambda k_B T} \ right) - 1} $$

Si toma su temperatura de 600ºC (873K) y calcula la intensidad en función de la longitud de onda usando la ley de Planck, obtiene:

para que puedas ver los picos de intensidad entre 3 y 4 micrones, que está en el infrarrojo. Al mirar el gráfico, la intensidad parece caer a cero en aproximadamente 1 micrón, que todavía está en el infrarrojo. Sin embargo, si calcula la intensidad en la longitud de onda de la luz roja (0,7 micrones), encontrará que no es cero, pero es bastante pequeña, aproximadamente el 0,002% de la intensidad máxima. Entonces, a 600ºC el metal producirá una pequeña luz roja.

Esta es la confusión básica:

pero, sin embargo, comenzará a emitir luz visible, es decir, fotones térmicos con una temperatura superior a 400 °.

La temperatura es una variable intensiva, caracteriza a toda la muestra.

Ejemplos de propiedades intensivas son la temperatura, el índice de refracción, la densidad y la dureza de un objeto. No importa lo pequeño que se corte un diamante, éste mantiene su dureza intrínseca.

Entrando en los orígenes de la mecánica estadística de esta propiedad intensiva, un número medido por un termómetro, que surge del orden 10 ^ 23 moléculas de una muestra, vemos que la temperatura entra como la energía cinética media de las moléculas en la muestra.

rms es la raíz cuadrada media de la velocidad. Significa que tomamos toda la muestra de moléculas y promediamos su velocidad para obtener la temperatura definida por las cantidades termodinámicas también.

La curva de radiación de cuerpo negro tiene un rango de longitud de onda para su pico . Se habla de una distribución de 5000K, por ejemplo, que es la distribución total de la energía de los fotones emitidos a 5000K. Este pico se mueve hacia la derecha a medida que desciende la temperatura, pero todas las energías / longitudes de onda están disponibles para los fotones. La energía de los fotones puede variar de cero a infinito.

Así que identificar la energía de un solo fotón con una temperatura corporal negra es un gran esfuerzo de imaginación. Lo que uno está haciendo es decir: este único fotón tiene la energía que tiene el pico de la distribución del cuerpo negro a 4000 ° . Como John muestra en el gráfico, la distribución de las energías cinéticas es continua, siempre habrá en las colas algunos fotones de energías incluso mucho más altas.

¿Cómo pueden obtener estas energías? La radiación del cuerpo negro es una manifestación de muchos cuerpos, colectivamente existen estados de energía de muy alta energía, aunque con baja probabilidad, como muestra la curva apropiada del cuerpo negro, que pueden excitarse y luego decaer emitiendo un fotón de alta energía.

Editar después del comentario

1) - cuando el metal está en equilibrio térmico con la habitación (27 °), ¿hay dentro o dentro de la habitación moléculas? / átomos con energía en el rango de 4000 °? si la respuesta es afirmativa, la pregunta ha sido completamente respondida, si es negativa, necesitamos una pregunta de seguimiento

De nuevo existe este malentendido "con energía en el rango de 4000 °"

Estas son las curvas de radiación de cuerpo negro:

Tenga en cuenta que la relación de la temperatura a la energía cinética es estadística, como expliqué anteriormente, y la energía de los fotones emitida por la radiación del cuerpo negro (reorganización de las energías cinéticas con pérdida en fotones)

viene dada por un continuo de curvas, una para cada temperatura, y cada curva tiene un espectro de fotones de cero a infinito (teóricamente). Es una correlación de uno (temperatura) a muchos (energías de fotones). No es uno a uno para poder hablar de una energía específica para 4000K. Como puede ver, todas las curvas de temperatura cubren toda la longitud de onda, es decir, la energía. Entonces la pregunta no tiene sentido. El valor de la energía de un fotón específico puede ser tan alto como queramos, un rayo gamma por ejemplo, pero la probabilidad de emisión es muy pequeña (mostrada como emitancia de radiancia espectral cero en el gráfico de la izquierda).

300K es la temperatura ambiente habitual, y vemos que la curva tiene una probabilidad infinitesimalmente pequeña (observe el eje y logarítmico) de emitir un fotón con una longitud de onda menor que una micra. Sin embargo, siendo la mecánica cuántica lo que es, existe una probabilidad, si uno espera lo suficiente, de que un nivel de energía de la red colectiva pueda ser excitado cinéticamente por las vibraciones de la red y luego decaer con un fotón de alta energía. Aunque en este nivel de probabilidades estamos discutiendo el número de ángeles en la punta de una aguja.