c'est quoi un corps noir?!!
D'où vient le terme corps noir? Notons tout d'abord que l'examen du spectre visible, qui ne
comporte aucune partie noire et brillante, rappelle que le noir est, plutôt qu'une couleur, une
absence de couleur. Un corps absorbant apparaît noir.
Exemples :
La photo d'une façade montre des murs violemment éclairés, et des fenêtres très sombres dès lors que les vitres sont ouvertes. Il apparaît que les photons solaires sont bien réfléchis dans un cas, mais dans l'autre ont singulièrement disparu. Diffusés dans la pièce derrière la vitre, bien peu de ces photons sont ressortis, et ceci explique le contraste de luminosité entre la façade et les fenêtres ouvertes.
Les différents détecteurs, qui ont pour fonction de capter la lumière visible, apparaissent noirs : ils ne réfléchissent guère la lumière !
Un corps noir peut être coloré :
Une étoile, le Soleil par exemple, est présenté comme un corps noir. A basse résolution spectrale, le spectre du soleil se superpose à celui d'un corps noir de température 5777 K. Et pourtant rien n'est moins noir que le soleil. Il apparaît donc nécessaire de donner une définition précise de ce qu'est un corps noir... qui peut être coloré.
Le corps noir :
*Un corps noir est un corps idéal totalement absorbant à toute radiation électromagnétique.
*Un exemple de corps noir consiste en une enceinte isotherme munie d'une toute petite ouverture .
Ces définitions n'aident pas directement à comprendre pourquoi un corps tel une étoile est un
corps noir. Le lien peut déjà apparaître, si l'on compare le rapport de 2 durées : celle prise par
un photon pour traverser directement un rayon stellaire, et celle mesurant qu'effectivement
l'énergie produite au sein du soleil est évacuée en surface.
Un exemple : le soleil :
La traversée directe du rayon solaire à la vitesse de la lumière prend à peine plus de 2 secondes, alors qu'il faut près d'un million d'années pour que l'énergie soit extraite du soleil.
Cette durée est incomparablement plus longue, car le trajet de l'énergie est une marche au hasard entrecoupée d'incessantes absorptions et réémissions de photons.
En ce sens on comprend que le soleil est très absorbant pour ses propres photons. Son spectre a l'allure de celui d'un corps noir. Il est vrai que s'y superposent des raies d'absorption:
*L'allure de corps noir rend compte de l'équilibre thermique global
*Les raies du spectre rendent compte de la nature de la matière solaire dans les couches superficielles d'où s'échappent les photons.
Il en résulte qu'un corps noir est défini par l'équilibre intime entre sa matière et son rayonnement. Sa température d'équilibre explicite à elle seule la distribution spectrale de son
rayonnement .
article scientifique, publication scientifique , recherche scientifique , franc Masson , définition de la science , prépa scientifique ,vulgarisation scientifique , bibliothèque scientifique ,
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Qu'est-ce qu'un corps ``pas noir'' ?:
Plusieurs phénomènes sont irréductibles au corps noirs :
* Un miroir est par définition très réfléchissant, et ne peut donc pas être absorbant. Il n'y aucun équilibre entre un miroir et le flux lumineux qu'il réfléchit.
*Le rayonnement émis par une lampe à vapeur spectrale obéit à des règles de quantification énergétique fixées par la nature du gaz qui émet le rayonnement. La position des raies d'émission dépend de la nature de l'élément, et pas de la température.
Température et couleur:
La relation entre température et longueur d'onde du maximum d'émission, permet de définir une relation entre température et couleur, via la correspondance entre longueur d'onde et couleur.
On dispose ainsi d'un thermomètre : une étoile bleue est plus chaude qu'une étoile rouge.
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