Rayonnement

[ceceag]

BONSOIR
Merci beaucoup
-----

[ceceag]

Bonsoir
*TOUS les "deplacements ou mouvements" de charges electriques creent ils des champs magnetiques?
*Les deplacements d electrons dans les materiaux semi conducteurs(leds,transistors.. ) ou dans une ampoule creent ils des champs magnetiques?
*Dans un circuit electrique,y a t il des champs magnetiques a chaque endroit du circuit?
*Tous les champs magnetiques ou toutes les forces magnetiques sont ils dus a des mouvements ou deplacements de charges electriques?Tous ces champs magnetiques sont ils "comparables"?
*J ai bien compris (reponse ci dessus) qu un aimant agit par des mouvements de ses electrons(spin...)et que cela n a rien a voir avec des OEM...mais il y a attraction ou repulsion suite a des "moments magnetiques"(desole si ce terme n est pas approprié)entre l aimant et l objet attire ou repulse?Ces lignes de force('attraction ou repulsion) sont en quelque sorte des vibrations??
MERCI

[Deedee81]

Salut,

*TOUS les "deplacements ou mouvements" de charges electriques creent ils des champs magnetiques?

Oui, je ne vois pas d'exception.

*Les deplacements d electrons dans les materiaux semi conducteurs(leds,transistors.. ) ou dans une ampoule creent ils des champs magnetiques?

Oui, mais très faible.

*Dans un circuit electrique,y a t il des champs magnetiques a chaque endroit du circuit?

Oui.

*Tous les champs magnetiques ou toutes les forces magnetiques sont ils dus a des mouvements ou deplacements de charges electriques?Tous ces champs magnetiques sont ils "comparables"?

Presque.... Les particules portent aussi un champ magnétique dit intrinsèque, comme les électrons (ce sont de petits aimants). Ils jouent un rôle important dans le magnétisme. Notons que l'on peut les voir comme des petites boules chargées en rotation. La description classique est totalement foireuse dans ce cas, il faut la mécanique quantique. Mais on peut dire aussi qu'il s'agit de "mouvements de charges".

*J ai bien compris (reponse ci dessus) qu un aimant agit par des mouvements de ses electrons(spin...)et que cela n a rien a voir avec des OEM...mais il y a attraction ou repulsion suite a des "moments magnetiques"(desole si ce terme n est pas approprié)entre l aimant et l objet attire ou repulse?

Non, ça va. Ce que tu expliques est tout à fait correct.

Ces lignes de force('attraction ou repulsion) sont en quelque sorte des vibrations??

Ah là, non. Ce ne sont pas du tout des vibrations. Même pas en quelque sortes. Un champ magnétique c'est, hé bien, un champ magnétique. C'est tout.

[ceceag]

BONSOIR
Merci
..les champs magnetiques sont dues a des mouvements (pourquoi faut il un mouvement??)de charges electriques...mais les mouvements de charges peuvent aussi generer aussi des ondes electromagnetiques(acceleratio n des electrons dans fil de cuivre,rayonnements des molecules....pourquoi faut il aussi mouvements dans ces deux cas?)C est la ou j ai du mal a m expliquer :comment des ondes et un champ magnetique sont créées en meme temps??
*sait on expliquer tous les champs magnetiques ou c est un constat....le champ magnetique est la et c est tout(comme pour charges electriques...)??
MERCI

[Deedee81]

Salut,

..les champs magnetiques sont dues a des mouvements (pourquoi faut il un mouvement??)de charges electriques...

Ah ces bons vieux pourquoi Hé bien c'est un constat tout simplement.

Sinon, réponse un peu plus intelligente (si, si, ça m'arrive) : les champs électriques et magnétiques ne sont que deux facettes d'une seule et même chose : le champ électromagnétique. Un peu comme les côtés pile et face d'une pièce.
Lorsque l'on change de repère (on passe d'un repère au repos à un repère en mouvement) on a une transformations des grandeurs comme les positions, les vitesses (un voyageur assis dans un train est immobile par rapport au repère "train", mais très rapide par rapport aux rails). Le champ électromagnétique subit aussi une transformation qui se traduit par des modifications des champs électriques et magnétiques, l'un se transformant en l'autre. Un peu comme une pièce vue sous un angle différent.

Pour une charge électrique immobile : tu as un champ électrique pur. Mais un observateur en mouvement, lui, va mesurer un champ magnétique !!!!
Comme tout est relatif, c'est vrai aussi si l'observateur est immobile mais la charge en mouvement : on a un champ magnétique.

J'espère que c'est compréhensible (il y a de tout la dedans, électromagnétisme, relativité,... Et tout ça c'est vaste, très vaste).

mais les mouvements de charges peuvent aussi generer aussi des ondes electromagnetiques(acceleratio n des electrons dans fil de cuivre,rayonnements des molecules....pourquoi faut il aussi mouvements dans ces deux cas?)C est la ou j ai du mal a m expliquer :comment des ondes et un champ magnetique sont créées en meme temps??

Continuons l'explication précédente. Si la charge est en mouvement uniforme (ligne droite, vitesse constante), alors tu as un champ magnétique constant (enfin presque, il "suit" la charge). Pas d'ondes EM.

Mais s'il y a variation du mouvement, des accélérations. Par exemple, si la charge change de direction, donc si elle tourne dans une boucle, alors tu as une variation du champ magnétique.
(EDIT : exemple trop simple, il se fait qu'avec un courant circulaire constant, on a aussi un bête champ magnétique, il faut des changements de mouvement un peu plus compliqués. Périodiques par exemple. Ou un choc brutal entre charges).

Et toute variation des champs électriques et magnétiques crée des champs magnétiques et électriques ! Tout est lié. Les champs jouent à la balançoire l'un avec l'autre : "je te crée, tu me crées, je te modifie, tu me modifies,..."

Une telle situation va donc créer (de manière plus ou moins complexe) des variations périodiques des champs électriques et magnétiques : on a apparition d'une onde électromagnétique.

[ceceag]

Bonsoir
Merci pour ces explications trés claires et détaillées....Faut que je cogite un peu...
MERCI

[maxwellien]

Bonjour,

Pour une charge électrique immobile : tu as un champ électrique pur. Mais un observateur en mouvement, lui, va mesurer un champ magnétique !!!!

Ce qui est difficile voir impossible à se représenter c'est le champs magnétique qui existe donc pour le référentiel en mouvement et pas pour le référentiel au repos?

[Deedee81]

Salut,

Ce qui est difficile voir impossible à se représenter c'est le champs magnétique qui existe donc pour le référentiel en mouvement et pas pour le référentiel au repos?

Pourquoi impossible à se représenter ?

[ceceag]

Bonjour
C est le deplacement des charges par rapport a un certain "referentiel' qui engendre champ magnetique...c est comme si le deplacement ou acceleration des charges creait une certaine force??Mais comment ce champ magnetique cree a nouveau du champ electrique??...c est la liaison des 2 qui n est pas facile a "imaginer"!!
Autre question un peu hors sujet:quand on parle dans un telephone..ou quand ondes provenant d une antenne tv engendre deplacements d electrons dans fil conducteur...comment ces electrons peuvent se deplacer tout le long du fil electrique puisqu on n a pas de difference de potentiel...ce sont les premiers electrons qui se deplacent qui engendrent le deplacement des suivants et ainsi de suite???
Merci

[Deedee81]

Salut,

C est le deplacement des charges par rapport a un certain "referentiel' qui engendre champ magnetique...c est comme si le deplacement ou acceleration des charges creait une certaine force??Mais comment ce champ magnetique cree a nouveau du champ electrique??...c est la liaison des 2 qui n est pas facile a "imaginer"!!

Comme je le disais, champ électrique et magnétique sont frère et soeur. Il n'existe en réalité qu'un seul champ, le champ électromagnétique. Et les champs électriques et magnétiques n'en sont que deux visages. Un peu comme les deux faces d'une pièce de monnaie.

C'est assez facile à voir avec les notations vectorielles et tensorielles. Mais je ne connais malheureusement pas d'explication "avec les mains" qui montrerait pourquoi/comment il en est ainsi.

quand on parle dans un telephone..ou quand ondes provenant d une antenne tv engendre deplacements d electrons dans fil conducteur...comment ces electrons peuvent se deplacer tout le long du fil electrique puisqu on n a pas de difference de potentiel...ce sont les premiers electrons qui se deplacent qui engendrent le deplacement des suivants et ainsi de suite???

Si, si ! Il y a bien une différence de potentiel ! Celle-ci est engendrée par l'alimentation ou bien par une bobine (transformateur) ou le champ électromagnétique oscillant agissant sur une antenne (*).
(plus généralement, pour un téléphone ou un récepteur, on a les deux : l'antenne génère un courant beaucoup trop faible et on doit l'amplifier en utilisant une autre source de tension et de l'électronique. Sauf dans les postes à Galène mais celui que j'ai fabriqué dans ma jeunesse nécessitait un petit écouteur sinon le son était trop faible).

(*) si tu prends une antenne et tu laisse ouvert l'extrémité et que tu y places un voltmètre alternatif extrêmement sensible, tu vas y détecter un voltage.
Ca fonctionne un peu comme un transformateur, sauf que les deux "bobines", la source et la réception, sont très éloignés. Bon, c'est une analogie grossière, mais c'est l'idée.

[ceceag]

bonsoir
merci beaucoup

[ceceag]

NBonjour
-comment tous les rayonnements qui nous entourent "n interferent" ils pas plus?par ex :deux personnes se regardent...chacune recevant des ondes visibles de l autre...les ondes se croisent,se melangent...comment les ondes ne sont elles pas modifiees??
-une molecule (ou ses composants") emet du visible quand elle est eclairee..pourquoi n en emet elle pas si elle n est pas eclairee alors que sa "vibration" correspondante au visible existe?
-pourquoi infrarouges provoquent plus d agitation thermique que d autres rayonnements?
-un objet ou un corps se refroidit en rayonnant...le fait de rayonner diminue l agitation thermique?y a t il un equilibre dans l echange des rayonnements comme on a un equilibre dans la conduction thermique?
Merci

[Deedee81]

NBonjour
-comment tous les rayonnements qui nous entourent "n interferent" ils pas plus?par ex :deux personnes se regardent...chacune recevant des ondes visibles de l autre...les ondes se croisent,se melangent...comment les ondes ne sont elles pas modifiees??

Les interférences font qu'à certain endroit on voit plus de lumière, parfois moins. Mais les ondes lumineuses ne sont pas altérées. Pas le moins du monde. Ainsi, lorsque deux faisceaux interfèrent, après s'être croisés, on retrouve intacts les deux faisceaux.

Comme en outre la lumière ordinaire contient de nombreuses longueurs d'ondes et des phases variables (tant dans l'espace que le temps), les interférences s'observent rarement (elles sont totalement brouillées).

Ceci dit ça peut s'observer : les couleurs des ailes de papillons sont produites par des interférences (dues à la structure complexe de leurs ailes).

-une molecule (ou ses composants") emet du visible quand elle est eclairee..pourquoi n en emet elle pas si elle n est pas eclairee alors que sa "vibration" correspondante au visible existe?

Elle émet de la lumière lorsqu'elle passe d'un état excité à un état de base. Il faut donc qu'elle soit d'abord dans un état excité. Et elle ne va pas y aller toute seule. Il lui faut de l'énergie. Ce n'est pas nécessairement de l'énergie lumineuse. Un morceau de fer chauffé très fort devient rouge lumineux, certains bâtons vendus dans le commerce produisent de la lumière par réaction chimique, les ampoules LED utilisent directement l'énergie électrique, etc.....

-pourquoi infrarouges provoquent plus d agitation thermique que d autres rayonnements?

Car les énergies typiques de vibration des molécules (je prend l'exemple des solides) correspond surtout aux énergies des photons infrarouges.

-un objet ou un corps se refroidit en rayonnant...le fait de rayonner diminue l agitation thermique?y a t il un equilibre dans l echange des rayonnements comme on a un equilibre dans la conduction thermique?

Oui et oui

[Amanuensis]

-pourquoi infrarouges provoquent plus d agitation thermique que d autres rayonnements?

Ce n'est pas le cas, en toute généralité. Un rayonnement quel qu'il soit provoque de l'énergie thermique en fonction de ce qui est absorbé. Le taux d'absorption dépend du matériau et de la longueur d'onde du rayonnement, mais il n'y a pas de règle générale.

Un gaz peut être transparent à certains infra-rouge par exemple, et ceux-ci ne provoqueront alors nulle agitation thermique dans un tel gaz.

Ou dans l'autre sens, un plasma absorbe à peu près tout rayonnement (pour simplifier) et donc les IR y provoqueront autant d'agitation thermique que n'importe quelle autre bande, en proportion de leur seule puissance.

[ceceag]

Bonjour
Merci pour les reponses.
Petite precision?..Une molecule(ou ses composants)emet une vibration en passant d un etat excité à un état stable.....Est ce valable pour toutes les longueurs d ondes?Pour l infrarouge tout corps chaud en emet,donc dans ce cas peut on parler du passage d un etat excite a un etat stable?Est ce valable pour une source primaire de "lumiere"(EX :soleil ,lampe)comme pour une source secondaire (par ex un objet qui rediffuse des UV..)???
MERCI

[ceceag]

Bonsoir
Une petite reponse?
MERCI

[Nicophil]

Tu continues de confondre les deux types de rayonnement électromagnétique !

- le rayonnement d'agitation thermique, qui donne un spectre continu, le même pour toute mole en fonction de sa température.
-> thermodynamique

- le rayonnement de cortège électronique, qui donne des raies spectrales qui sont la signature de la structure du cortège d'électrons, spécifique d'une molécule.
-> chimie

[ceceag]

Bonsoir
merci
C est vrai que je ne saisis pas bien la difference....Donc infrarouges sont emis par l agitation thermique ?...Y en a t il d autres qui sont emis par l agitation thermique??Mais pour les autres rayonnements(visibles UV...) lesquels "sont emis suite passage d un etat excité a un état stable d un "composant" de la molecule ?
MERCI

[Deedee81]

Salut,

Tout rayonnement, quel qu'il soit, peut faire partie soit d'un rayonnement thermique, soit être émis sous forme d'une raie dans un processus quelconque, électronique par exemple.

Mais l'un comme l'autre ont des gammes de rayonnement privilégiés.

Prenons l'exemple des rayons X. Ils sont rarement trouvés dans un rayonnement thermique. Pour ça il faut atteindre des températures gigantesques, des millions de degrés.
La plupart du temps, ils sont provoqués par des transitions électroniques sur un grand nombre de niveaux ou par chocs entre particules chargés.

Il faut aussi savoir que le rayonnement émis par un phénomène précis (par exemple un changement de niveau électronique) est au rayonnement thermique ce que la brique est à la maison !!!!

Pour prendre un exemple, dans les grandes lignes, un rayonnement thermique à température ambiante est surtout constitué :

- de transitions de vibration dans les solides, plus rarement dans les gaz
- de transitions de mouvements de translations dans les gaz
- de transitions de rotations dans les gaz, assez rarement dans les solides
- très rarement de transitions électroniques dans les atomes

Le nombre de fréquences émises est énorme. De plus, les fréquences ne sont pas infiniment précises : on a un élargissement des raires :
- d'origine quantique (largeur dite naturelle)
- d'origine thermique (effet Doppler dû au mouvement des molécules, déplacements ou vibrations)

Ce qui donne un spectre continu (à quelques raies près de ci de là, presque toujours présentes).

[Nicophil]

Il faut aussi savoir que le rayonnement émis par un phénomène précis (par exemple un changement de niveau électronique) est au rayonnement thermique ce que la brique est à la maison !!!!

Pour prendre un exemple, dans les grandes lignes, un rayonnement thermique est surtout constitué :
-
-
-
- très rarement de transitions électroniques dans les atomes

Non ! Le rayonnement de corps noir est le même pour toute mole donc les transitions électroniques, spécifiques de la composition chimique d'une molécule, ne sont pas du rayonnement d'agitation thermique.

Ce qui donne un spectre continu (à quelques raies près de ci de là, presque toujours présentes).

Qu'est-ce qui distingue, à température "ambiante", la neige de la lave refroidie, si ce n'est leurs rayonnements électroniques totalement différents, alors que leurs rayonnements thermiques sont par définition les mêmes ?

[Deedee81]

Non ! Le rayonnement de corps noir est le même pour toute mole donc les transitions électroniques, spécifiques de la composition chimique d'une molécule, ne sont pas du rayonnement d'agitation thermique.

A haute température (sauf rares exceptions), les transitions électroniques sont excitées par les collisions et participent au rayonnement thermique avec une répartition statistique tout à fait classique.

Dans cet excellent cours :
http://www.amazon.fr/Physique-statis.../dp/2729892621
que je conseille, ils décomposent la fonction de partition en "translations", "rotations", "vibrations", "transitions électroniques".

Les seules qu'ils omettent ce sont les transitions nucléaires, qu'ils citent mais écartent (ça n'intervient qu'à des températures qu'on ne trouve qu'au coeur des étoiles, bonjour le bronzage à coup de rayonnement thermique dans le domaine gamma )

Qu'est-ce qui distingue, à température "ambiante", la neige de la lave refroidie, si ce n'est leurs rayonnements électroniques totalement différents, alors que leurs rayonnements thermiques sont par définition les mêmes ?

Là je ne te suis pas. Je n'ai jamais dit que TOUS les rayonnements étaient de nature thermique.

Et attention, tu te trompes, le rayonnement thermique à une température donnée n'est pas le même (par définition ou pas). Ce qui est universel c'est le rayonnement thermique de corps noir. le rayonnement thermique de la neige et de la roche (à même température) sont différents !!!!! Ce ne sont pas des corps noirs mais des corps gris. Regarde l'article de Wikipedia sur l'émissivité par exemple.

[Nicophil]

Ce ne sont pas des corps noirs mais des corps gris.

C'est vrai...

Regarde l'article de Wikipedia sur l'émissivité par exemple.

Tu parles ! on y lit ceci :

Un flux lumineux incident se décompose en 3 parties au "contact" du matériau :
-
-
-

L'émissivité est la grandeur qui permet de connaître la part de flux réémise après absorption.

[Deedee81]

Salut,

L'émissivité est la grandeur qui permet de connaître la part de flux réémise après absorption.[/I][/indent]

Pfffff.... Pourquoi faut-il qu'on trouve toujours des trucs comme ça dans Wikipedia.

"C'est le rapport entre l'énergie rayonnée par un matériau et l'énergie rayonnée par un corps noir à la même température. Ainsi un corps noir idéal a une émissivité de 1"

Ca c'est correct.

Mais :

"L'émissivité est la grandeur qui permet de connaître la part de flux réémise après absorption."

Ca c'est idiot ou plutôt vachement ambigu. Si le corps est à l'équilibre thermique, sans source interne (comme le Soleil) la quantité réémise est forcément égale à la quantité absorbée. Ou alors ils viennent de découvrir le mouvement perpétuel.
Par contre, le corps gris n'absorbe pas tous les rayonnements (sinon ce serait un corps noir).

L'émissivité est donc le rayonnement émis (= le rayonnement absorbé) sur le rayonnement incident (la différence étant le réfléchi et le transmis). Il y a moyen de formuler ça un peu mieux mais pas de manière aussi ambigüe que dans Wikipedia.

Je viens de vérifier, dans l'article anglais on ne trouve pas cette formulation malheureuse.

Désolé,

[ceceag]

Bonsoir
merci
Mais pour revenir au lien 110...Quand on dit "transition" de vibrations.. ou "transition" de rotation...etc....transition signifie bien passage d un etat excité à un état stable??L excitation d une molecule dans un corps est bien due au soleil,a des rayonnements de l entourage ou a de la conduction thermique de l entourage de cette molecule?Quel est l etat stable de la molecule puisqu en theorie elle est toujours soumise a une excitation plus ou moins importante?
MERCI

[Deedee81]

Salut,

Mais pour revenir au lien 110...Quand on dit "transition" de vibrations.. ou "transition" de rotation...etc....transition signifie bien passage d un etat excité à un état stable??

Oui.

L excitation d une molecule dans un corps est bien due au soleil,a des rayonnements de l entourage ou a de la conduction thermique de l entourage de cette molecule?

Tout à fait (ou des chocs entre molécules, ce qui est d'ailleurs le cas de la conduction thermique).

Quel est l etat stable de la molecule puisqu en theorie elle est toujours soumise a une excitation plus ou moins importante?

Il n'y a pas de nom particulier pour cet état stable, c'est juste l'état de base.

Ta question est très pertinente et il faut distinguer deux situations :

- une molécule seule. Alors celle-ci peut très bien être dans son état de base. Sous l'influence d'une perturbation (choc avec une voisine, rayonnement), elle va passer dans un état excité (de nature quelconque), puis se désexciter en émettant un rayonnement (ou communiquer son énergie par choc à une autre voisine). Elle revient alors dans son état de base.
- une grande assemblée de molécules (matériau). Là, avec les rayonnements, les collisions, certaines molécules vont être excitées, d'autres pas. La répartition de l'énergie parmi les molécules est l'objet de la physique statistique. En théorie, l'ensemble des molécules peut se retrouver dans l'état de base au zéro absolu, 0 K. Mais cet état ne peut pas être atteint (pour une quantité macroscopique) car plus on refroidit un corps et plus il devient difficile de le refroidir. Ceci dit, on peut tout de même atteindre de températures de l'ordre du millionième de Kelvin. L'assemblée de molécules se comporte comme une assemblée de molécules seules que j'ai décrit ci-dessus : tantôt certaines sont stables et d'autres excitées, tantôt ce sont d'autres molécules,... Ca change en permanence de manière dynamique.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Physique_statistique

[ceceag]

Bonjour
merci beaucoup

[ceceag]

Bonsoir
J ai un doute:toutes les molecules vibrent de par l agitation thermique et donc emettent rayonnement ...Le rayonnement du soleil et la conduction thermique des molecules" voisines les agitent...Toutes les molecules emettent des rayonnements vers les molecules voisines et en recoivent des molecules voisines.Le rayonnement recu par une molecule(recu par le soleil ou par une molecule proche) est absorbé ,transmis (rediffusé).Cele est correct??
merci

[ceceag]

Bonsoir
en plus:
un flux de photons traverse un materiau...sur chaque atome ou molecule il y aura interaction du rayonnement donc absorption ,transmission et diffusion sur chaque molecule et ainsi de suite jusqu a ce qu il n y ait plus de photons ou jusqu a ce le materiau soit traverse..Exact??L image spectrale d un materiau pour les uv par ex c est la somme des interactions entre les uv et chaque molecule du materiau???
MERCI

[Deedee81]

Salut,

J ai un doute:toutes les molecules vibrent de par l agitation thermique et donc emettent rayonnement ...Le rayonnement du soleil et la conduction thermique des molecules" voisines les agitent...Toutes les molecules emettent des rayonnements vers les molecules voisines et en recoivent des molecules voisines.Le rayonnement recu par une molecule(recu par le soleil ou par une molecule proche) est absorbé ,transmis (rediffusé).Cele est correct??

C'est correct.

un flux de photons traverse un materiau...sur chaque atome ou molecule il y aura interaction du rayonnement donc absorption ,transmission et diffusion sur chaque molecule et ainsi de suite jusqu a ce qu il n y ait plus de photons ou jusqu a ce le materiau soit traverse..Exact??

Il y aura toujours des photons. A température différente du zéro absolu, tu as toujours émission de photons par le matériau, donc il en restera toujours. Le nombre moyen de photons est même constant à l'équilibre thermique (autant d'émis que d'absorbés).

L image spectrale d un materiau pour les uv par ex c est la somme des interactions entre les uv et chaque molecule du materiau???

Oui, on peut le dire comme ça.

Note que chaque molécule ayant le même spectre, la somme permet juste de visualiser l'ensemble du spectre d'un coup. Mais il y a quand même deux autres sources :
- la structure du matériau lui-même influence le spectre global (dans les solides il y a formation d'un spectre de bandes, les fameuses bandes de valence et de conduction).
- l'agitation des molécules provoque un décalage des longueur d'onde (effet Doppler). Ca peut d'ailleurs être utile pour mesurer la température d'un objet lointain (en plus évidemment de l'utilisation du spectre thermique).

[ceceag]

Bonjour
Encore une fois merci pour ces explications