Couleurs des corps chauffés, loi de Wien.

Lumière émise par un corps chauffé. Comment s'appelle le phénomène d'émission de lumière par un corps chauffé ? Un corps chauffé à température suffisamment élevé emet de la lumière visible : ce phénomène porte  le nom d'incandescence. Donner quelques exemples. Le soleil, les étoiles, le filament de tungstène d'une ampoule à incandescence émettent une lumière blanche. La résistance électrique d'une plaque de cuisson devient de plus en plus rouge. Un métal progressivement chauffé devient rouge, puis jaune et enfin blanc. Le corps noir. Définir ce terme. Un corps noir est un corps idéal : il absorbe toutes les radiations qu'il reçoit. C'est également un émetteur idéal : les radiations émises ne dépendent que de sa température. Le soleil, la résistance électrique d'un grill sont des exemples de corps noirs. Que traduit la loi de Wien ? Enoncer cette loi. La loi de Wien donne la relation entre la longueur d'onde lmax correspondant au maximum d'intensité lumineuse émise et la température T du corps, exprimée en kelvin. lmax T = 2,9 10-3 m K. Quelle est la température de surface du soleil ? lmax = 500 nm ( lumière jaune verte) T = 2,9 10-3 / lmax= 2,9 10-3 /(500 10-9) = 5,8 103 K. Quelle est lmax pour le corps humain ?A quel domaine des ondes électromagnétiques correspond ce maximum ? T = 273 + 37 = 310 K lmax=2,9 10-3 / T =  2,9 10-3 /310 = 9,4 10-6 m ~9,4 µm, valeur supérieure à 0,8 µm, donc domaine des infrarouges. .  . La majeure partie du rayonnement visible provenant du soleil et non réfléchi par l'atmosphère traverse celle-ci et parvient à la surface de la Terre. Par ailleurs la surface terrestre émet elle aussi un rayonnement thermique qui suit la loi de Wien énoncée ci-dessus. En prenant une température raisonnable pour la température moyenne de la surface de la Terre, estimer dans quel domaine spectral se situe la longueur d'onde du maximum d'émission du rayonnement terrestre. Température moyenne : 15 °C soit 273 +15 = 288 K. Loi de Wien : lmT = 3 10-3 ; lmT= 3 10-3 / 288 = 1,0 10-5 m = 10 µm ( domaine infrarouge). L'atmosphère n'est pas transparente dans ce domaine, elle réalise ainsi une sorte de piège à rayonnement en laissant entrer le rayonnement solaire et en piègeant le rayonnement terrestre. Comment appelle t-on cet effet ? Ce rayonnement va traverser l'atmosphère qui en absorbe 90 %, ce qui réchauffe l'atmosphère, qui elle même réchauffe le sol. C'est l'effet de serre. Cet effet a-t-il pour conséquence une augmentation ou une diminution de la température terrestre ? L'efet de serre augmente la température terrestre. Certaines activités humaines utilisent le même effet, en exploitant la propriété du verre d'être transparent dans le visible et absorbant dans le domaine de rayonnement des corps à tempréture ambiante. Citer un exemple. Les cultures sous serre, la production d'eau chaude dans un capteur thermique solaire.

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