Salut à tous,
Un corps chaud émet un rayonnement électromgnétique. Je connais la théorie du corps noir qui permet de modéliser ce rayonnement.
Mais je ne sais pas pourquoi un corps chaud, donc agité moléculairement, émet un rayonnement électromagnétique.
Quel est le lien entre le fait qu'un atome s'agite et qu'il émette un rayonnement??
Quelqu'un peut-il m'expliquer ?
Je vous remercie par avance.
Leo567
Bonjour,
La température provoque une agitation des atomes autour de leur position d'équilibre, et aussi un mouvement des électrons qui peuvent changer de niveau d'énergie et qui ont une charge électrique.
Par conséquent lors de leur déplacement ces électrons émettront du rayonnement.
Dans un solide, les niveaux d'énergie sont larges et donc toutes les énergies peuvent être émises.
Au revoir.
Comprendre c'est être capable de faire.
Bonjour,
Je pense que ça rejoint le post de phys4, cela est du à la transition énergétique des électrons au sein des atomes et qui provoquent des émissions de photons.
Précisons que "chaud" est une précision inutile. Tout corps rayonne, quelle que soit sa température (>0K).Envoyé par leo567
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Merci.
Il y a un point que je ne comprends pas, phys4. Si cela se passe ainsi, je ne vois pas la différence entre ce phénomène et la luminescence, qui se produit quand les atomes se desexcitent, puisqu il s'agit aussi d'électrons qui retrouvent leur niveaux d'énergie.
De plus, je ne saisis pas comment le spectre émis passe par toutes les radiations : s il s agit du soleil par exemple, il y sutout de l hydrogene et de l helium je crois, donc pourquoi les longueurs d'onde émises devraient etre limitées, non ?
À température ambiante, ce ne sont pas des excitations électroniques. Pas assez d'énergie...
Ce sont les atomes qui gigotent autour de leurs positions d'équilibre.
Coussin, comment ces atomes sui gigotent peuvent produire un rayonnement ?
N'importe quelle charge qui gigote produit un rayonnement, à la fréquence de ce gigotement.
Dans un solide, les atomes gigotent selon le spectre de phonons dudit solide. Spectre qui est continu.
Le truc génial de la théorie du corps noir est que, de manière contre-intuitive, ce rayonnement est en fait indépendant de la nature du solide. Peut importe si c'est un métal, du bois, un cristal, etc… La nature du rayonnement ne dépend que de la température et pas (en première approximation…) de la nature ou de l'agencement des atomes qui gigotent. Ceci provenant du fait que c'est une loi statistique (loi des grand nombres) qui "gomment" les détails microscopiques.
Dernière modification par coussin ; 30/08/2015 à 20h38.
La luminescence se produit entre des niveaux bien définis, ce qui donne des couleurs très précises. Dans les solides, les bandes d'énergie sont larges et il existe des transitions de divers niveaux, c'est un simple déplacement d'électron sans qu'il y ait d’excitation.
Il est vrai que les raies de l’hydrogène et de l'hélium sont privilégiées, plus en absorption qu'en émission. L'émission sur le Soleil se fait surtout par les chocs entre électrons et atomes. Les raies sombres sont produites par les gaz de la chromosphère, au dessus de la zone d'émission.
Comprendre c'est être capable de faire.
"N'importe quelle charge qui gigote produit un rayonnement, à la fréquence de ce gigotement." dis tu Coussin. C'est bien le sens de ma question: comment d'un mouvement peut naître un rayonnement? Physiquement que se passe-t-il pour que de cette charge qui bouge naisse un rayonnement qui se propage?
Désolé si ma question semble idiote.
Une onde à la surface de l'eau naît du mouvement de cette surface (quand on y jette un caillou) qui se propage de proche en proche.
Une onde sonore naît d'un mouvement des molécules d'air qui se propage de proche en proche.
Pour une onde électromagnétique, c'est un peu plus abstrait car ce qui se propage est immatériel, c'est le champ électromagnétique. D'une charge électrique qui gigote naît une perturbation du champ électromagnétique qui se propage de proche en proche : l'onde électromagnétique.
Hmm oui je saisis l'analogie, mais je bloque sur la conceptualisation du champ électromagnétique. Tu veux dire que le mouvement d'un champ électrique crée un champ électromagnétique?
Le mouvement d'une charge, pas du champ électromagnétique... Est-ce que cette vidéo vous parle plus : https://youtu.be/DOBNo654pwQ
Oui je visualise, mais on a l'impression que seul un mouvement de la charge permet d'émettre un champ électrique dans cette vidéo... Alors que la charge électrique émet déjà un champ n'est ce pas?
Quand elle ne bouge pas, la charge crée un champ statique, qui n'est pas une onde. Ce sont les "rayons" qui émanent de la charge. Quand la charge bouge, ces "rayons" se déforment et ces déformations se propagent (exactement comme une onde sur une corde tendue): c'est ça l'onde électromagnétique.
Ne confondez pas le champ statique créé par une charge tout le temps (qu'elle bouge ou non) avec l'onde électromagnétique naissant du mouvement oscillatoire de cette charge. (ces deux champs sont bien séparés, longitudinal et transverse, et "ne se parlent pas")
Dernière modification par coussin ; 31/08/2015 à 03h13.
En fait, dans ce cas particulier d'une seule charge qui oscille l'analogie avec la corde tendue est pratiquement exacte : le champ statique, radial créé par la charge est comme autant de cordes tendues émanant de la charge. Quand celle-ci oscille, une onde se propage sur tous ces rayons, sur toutes ces cordes.
L'onde n'est pas la corde elle-même mais la perturbation qui se propage sur la corde.
Bonjour.
Je me permets d’ajouter que l’émission du corps noir n’a rien à voir avec l structure électronique des atomes et ne peut en aucun cas être attribué à des excitation de ceux-ci.
Les niveaux d’énergie concernés par le rayonnement du corps noir sont equi-espacés, ce qui n’est pas le cas des niveaux atomiques.
L’explication de coussin et la correcte.
Au revoir.
Merci coussin, cette réponse est très claire. Je vous remercie du temps pris à me répondre.
J'ajoute un petit point complémentaire, si vous me le permettez. Je comprends maintenant que de l'oscillation de la charge électrique nait une onde, qui n'est pas une chose en soi mais la représentation d'une variation et propagation du champ électrique. Mais d'où provient alors la composante magnétique de l'onde électromagnétique?
Salut,
Toute variation du champ électrique entraine un champ magnétique. Les deux vont de pair.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Le modèle simple que je vous ai présenté ne peut pas décrire la composante magnétique. Je ne connais pas de modèle simple pouvant la décrire… Une chose est sûre : cette composante magnétique est complètement décrite par une des équations de Maxwell qui dit que dès que le champ électrique varie dans le temps, cela crée une composante magnétique.
Re.
La description du champ électrique créé suffit à décrire l’onde. Le champ magnétique est créé par le terme rot B = (1/c²) ∂E/∂t, qui lui-même avec le terme (presque) symétrique décrivent la propagation de l’onde et ses champs.
Macroscopiquement, quand on étudie les antennes, on ne s’occupe que du champ électrique, car le champ magnétique « vient avec ».
A+
C'est même de la grande magie...!
L'exemple simple que j'ai cité d'une charge oscillante montre d'ailleurs que, d'une certaine manière, le support de l'onde électromagnétique est clairement défini comme étant le champ longitudinal.
Je n'ai jamais rencontré cette idée avant et je ne sais pas ce que ça vaut…
Longitudinal par rapport à quoi?
(Exemple, charge oscillant dans la direction des x=(1,0,0), et champ mesuré dans la direction (1, 1, 0). Que signifie "longitudinal" dans ce cas?)
Dernière modification par Amanuensis ; 31/08/2015 à 14h03.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Un champ vectoriel peut être décomposé en une partie à rotationnel nul et une partie à divergence nulle. C'est la décomposition de Helmholtz. On nomme ces deux composantes longitudinales et transverses (quand on passe en espace réciproque c'est longitudinal et transverse par rapport au vecteur d'onde k).
Pour le champ électromagnétique, la partie longitudinal fait référence aux sources (charges) et la partie transverse fait référence aux ondes.
https://en.wikipedia.org/wiki/Helmho...nsverse_fields
Dernière modification par coussin ; 31/08/2015 à 14h12.
Salut,
J'ai vu cela utilisé par Cohen-Tanoudji en Jauge de Coulomb mais je ne sais franchement plus comme ça marche.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Annulé.... Je viens de comprendre...
Dernière modification par Amanuensis ; 31/08/2015 à 14h53.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Très bien. Il ne me restera plus qu'à tâcher de comprendre comment la variation d'un champ électrique crée un champ magnétique.
En attendant, merci à tous d'avoir participé, et notamment coussin. Grâce à vous, j'y vois beaucoup plus clair!
A bientôt.
Bonjour,
On commence habituellement d'abord par :
- La variation d'un champ magnétique qui crée un champ électrique (mais pas électrostatique).
La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.
