Leçons de niveau 14

Rayonnement du corps noir/Définition

Une page de Wikiversité.
Sauter à la navigation Sauter à la recherche
Début de la boite de navigation du chapitre
Définition
Icône de la faculté
Chapitre no 1
Leçon : Rayonnement du corps noir
Retour auSommaire
Chap. suiv. :Lois expérimentales
fin de la boite de navigation du chapitre
Icon falscher Titel.svg
En raison de limitations techniques, la typographie souhaitable du titre, « Rayonnement du corps noir : Définition
Rayonnement du corps noir/Définition
 », n'a pu être restituée correctement ci-dessus.


Un hohlraum en or.
La température des laves peut être estimée en observant leurs couleurs…

Un « corps noir » est un modèle idéal, caractérisé par son comportement : il absorbe tout rayonnement qu’il reçoit — rien ne passe au travers et rien n'est réfléchi. Ceci ne dépend ni de la longueur d'onde du rayonnement, ni de l'angle d'incidence, ni d'un quelconque autre paramètre. En particulier, puisqu’il absorbe toutes les couleurs du spectre visible, un tel corps serait noir, d'où son nom.

Cela ne signifie pas pour autant que le corps noir n'émet pas d'énergie : dans un état stationnaire (caractérisé par une température constante), il émet autant d'énergie qu’il en reçoit. Seulement, le spectre de la lumière émise n’est pas nécessairement lié au spectre de la lumière reçue : cette émission est due à l'agitation, désordonnée, des particules constituant le corps.

L'étude du spectre d'émission du corps noir permet donc de retirer des informations sur la température d'un corps : cette utilisation est par exemple particulièrement courante en astrophysique. Réciproquement, un corps à une température donnée doit émettre un certain rayonnement : on explique ainsi la couleur du fer « chauffé à blanc » ou le principe des lunettes à vision infrarouge. Enfin, un problème soulevé par Max Planck sur le sujet provoqua la naissance de la théorie des quantas — ancêtre de la mécanique quantique — au début du XXe siècle.

En pratique, les corps noirs constituent une approximation honnête aux corps usuels. Lorsqu'on doit travailler avec des corps noirs, cependant, on emploie un dispositif particulier appelé hohlraum (« cavité ») constitué d'un tube fermé éventuellement chauffé — le trou libre se comporte alors, sous certaines conditions, comme un corps noir presque parfait.