catastrophe de l'ultraviolet et Planck

[Soraze]

Salut,

j'essaie de comprend la catastrophe de l'ultraviolet, et la constante de Planck, comment la constante de Planck explique que les longueurs d'ondes de 200nm émettent moins d'intensité que des longueurs d'onde de 300nm, et que les longueurs d'ondes de 1000nm émettent elles-aussi moins d'intensité que les 300nm par exemple? On multiplie la fréquence par le même chiffre : h = 6,626... * 10^-34 J*s, et ça nous donne une courbe qui monte puis redescend dans l'intensité? Je ne suis pas sûr de bien comprendre.

J'ai lu aussi : "la quantification, seules certaines vibrations sont permises dans l'atome" :

Que se passe-t-il en-dessous de la barre du spectre visible? Que devient la vibration dans l'atome dans les UV et rayons X ?
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[LPFR]

Bonjour.
Ce n'est pas la constante de Planck qui explique correctement le rayonnement du corps noir.
Mais l'hypothèse que les états d'énergie que les oscillateurs du corps noir peuvent prendre son discrets et espacées uniformément.
Au revoir.

[maxwellien]

Bonjour, avant Planck pour expliquer l'émmission d'un corps noir on avait 2 sortes de courbes (l'intensité lumineuse fonction de la longueur d'onde) celle de rayleigh Jeans (valable pour les grande longueur donde) et celle de Wien (valable pour les petites).
Ces courbes ne sont pas en accord avec l'expérience (pour des longueur d'onde de plus en plus petites on a des intensitées lumineuses qui croient vers l'infini) d'ou la nécessité d'introduire h et de quantifier le rayonnement émmis.

[Deedee81]

Bonjour,

Une explication qualitative grossière :
- Comme l'a dit maxwellien, la courbe de corps noir de Rayleigh Jeans (calculée avec l'électromagnétisme, quelques hypothèses sur la structure de la matière et la physique statistique) diverge quand on considère les courtes longueur d'onde. L'énergie émise (intégrale de la courbe) est même infinie, ce qui est absurde.
- Si l'on considère que les échanges d'énergie électromagnétique ne peuvent se faire que par paquets d'énergie h.nu (nu = fréquence), alors pour de courtes longueur d'onde, le corps ne sait émettre que d'énormes paquets d'énergie, d'un seul coup, et pas une grande quantité de petits paquets. C'est nettement plus difficile, il faut des fluctuations statistiques énormes (hautes températures) ou beaucoup de chance. La conséquence est un amortissement de la courbe donnant la loi de Planck qui en plus de bien se comporter est aussi d'une précision extrêmement bien vérifiée expérimentalement à toute longueur d'onde (pour un corps noir parfait, mais on sait en fabriquer des très bon en perçant un petit trou dans four assez chaud : c'est le petit trou qui est le corps noir).

[A voir en vidéo sur Futura]

[Soraze]

alors pour de courtes longueur d'onde, le corps ne sait émettre que d'énormes paquets d'énergie, d'un seul coup, et pas une grande quantité de petits paquets

Merci, alors que se passe-t-il dans les UV, rayons X Y ? L'énergie baisse par rapport à l'énergie transportée dans le spectre visible? Pourtant, les UV ont un impact important parfois considéré comme dangereux...

[bobdémaths]

L'énergie d'un photon X ou UV est bien plus grande que celle d'un photon visible, mais multipliée par le nombre de photons, elle peut être inférieure.

[Deedee81]

Salut,

Autre image : un seul photon X, ça ne représente pas beaucoup d'énergie en tout. Pas de quoi alimenter une chaudière. Mais cette énergie est très concentrée et bien plus importante que celle 'un seul photon infrarouge. Ce "minuscule" photon peut agir comme un vrai boulet de canon et éjecter un électron d'un atome, et même plusieurs. Après, avec les réactions chimiques en cascade, ça peut conduire à de gros dégâts moléculaires. Et quand ça touche l'ADN, les risques sont non négligeables (réveil d'oncogènes, mutation de gènes suppresseurs de cancer, etc... inutile de décrire la suite).

Soraze, je ne sais pas c'est quoi les rayons Y , je suppose que tu voulais dire "gamma" (qui ressemble un peu à un Y). Ils sont en effet encore plus nocifs car ils peuvent pénétrer plus profondément et sont encore plus énergétiques.

Notons que même si peu de photons X et gamma représentent une quantité totale d'énergie faible, leur énergie individuelle est telle que l'émission par un corps noir à température ambiante a une probabilité proche de zéro..... heureusement !!!! Par contre, dès qu'on atteint des très haute température (des milliers de degrés), les rayons X commencent à se manifester. Pour les gammas il faut plutôt viser le million de degrés.

[Soraze]

OK, merci!