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Corps noirs



  1. #1
    Ledescat

    Corps noirs


    ------

    Bonsoir tout le monde, j'ai pour la semaine prochaine à exposer les rudiments de la mécanique quantique, disons ses origines.
    Pour celà, il faut visiblement passer inévitablement par l'étude des corps noirs en thermodynamique, puis par un tas d'équations exhibant "la catastrophe ultraviolette" que la mécanique classique engendrait.

    Mais avant de comprendre tout ça, j'aurais besoin d'une définition assez claire de corps noirs...
    Car où que je regarde, tout me reste flou.Je cite wikipedia:
    Le corps noir est un objet idéal qui absorberait toute l'énergie électromagnétique qu'il reçoit, sans en réfléchir ou en transmettre. Il n'est fait aucune autre hypothèse sur la nature de l'objet. La lumière étant une onde électromagnétique, elle est absorbée totalement et l'objet devrait donc apparaître noir, d'où son nom.

    L'objet réel qui se rapproche le plus de ce modèle est l'intérieur d'un four percé sur l'une de ses faces d'un petit trou laissant s'échapper une minuscule fraction du rayonnement interne. C'est d'ailleurs un four qui fut utilisé par Wien pour déterminer les lois d'émission électromagnétique en fonction de la température. Les parois de l'intérieur de l'enceinte émettent un rayonnement à toutes les longueurs d'ondes: théoriquement des ondes radio aux rayons X. Cette émission est due à l'agitation des atomes.[...]. Ce faisant, chaque atome se comporte comme un dipôle vibrant [...] qui rayonne donc de l'énergie.
    Alorsd, on me dit que cet objet absorberait toutes les ondes électromagnétiques qu'il reçoit (que la lumière? la chaleur aussi?) et qu'il n'en rejette aucune. Seulement la dernière phrase nous dit que les atomes rayonnent de l'énergie en s'agitant...je ne sais plus que penser!
    Sinon, comment fonctionne globalement cette reconstitution du corps noir?

    Merci infiniment de vos réponses!

    -----
    Cogito ergo sum.

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  3. #2
    Etile

    Re : Corps noirs

    Bonjour,
    Je crois savoir que la définition d'un corps noir est un corps absorbant toutes les ondes electromagnétiques et qui est en équilibre thermodynamique entre la puissance absorbée (reçue) et la puissance dégagée (émise).
    Tu as donc, pour un corps noir :

  4. #3
    Karibou Blanc

    Re : Corps noirs

    Le corps noir est un objet idéal qui absorberait toute l'énergie électromagnétique qu'il reçoit, sans en réfléchir ou en transmettre. Il n'est fait aucune autre hypothèse sur la nature de l'objet. La lumière étant une onde électromagnétique, elle est absorbée totalement et l'objet devrait donc apparaître noir, d'où son nom.
    C'est totalement faux !
    Je crois savoir que la définition d'un corps noir est un équilibre thermodynamique entre la puissance absorbée (reçue) et la puissance dégagée (émise).
    Exact, le corps noir (qui porte mal son nom...) est un corps qui réémet toute l'énergie lumineuse qu'il absorbe.
    Well, life is tough and then you graduate !

  5. #4
    Ledescat

    Re : Corps noirs

    Rah, je comprend plus rien...

    Je vous donne la définition que me donnent mes documents, qui semble s'accorder avec ce que vous dites:
    "un corps noir est opaque,non réfléchissant et absorbant parfaitement tout rayonnement incident.Il est aussi défini comme un corps à l'equilibre thermodynamique qui réémet sous forme d'ondes électromégnétiques toute l'énergie qu'il reçoit."

    ...Donc un corps noir reçoit de l'énergie, il l'absorbe entierement et la rejette entierement. Au final, c'est quoi la difference avec une réflexion totale?
    Et quel intéret à étudier ces corps?
    Merci beaucoup.
    Cogito ergo sum.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Etile

    Re : Corps noirs

    Il ne réemet pas les ondes incidentes qui viennent sur lui mais en "créé" d'autre qui sont réémises par rayonnement.
    Un mirroir parfait par exemple ne créé par d'onde, il les réflechi. Un corps noir quant à lui les absorbes, mais comme il est en équilibre thermodynamique, il réemet l'énergie qu'il absorbe sous forme de rayonnement électromagnétique pour rester à la même température.

  8. #6
    Meumeul

    Re : Corps noirs

    Pour continuer le florilege de definitions :

    Le corps noir est un corps qui absorbe parfaitement toute onde electromagnetique qu'il recoit.

    On definit de meme le corps gris, qui a un coefficient d'absorption independant de la longueur d'onde, mais inferieur a 1.

    Si on ajoute l'equilibre thermodynamique avec le rayonnement, alors il emet autant qu'il recoit, mais ceci est une hypothese "en plus" pour pouvoir travailler.

    Il est a noter, en rapport avec la definition plus haut tiree de wikipedia, qu'experimentalement, ce qui s'en rapproche le plus est un four. En pratique, on ajoute un petit trou pour pouvoir avoir une idee de ce qui ce passe dedans et on suppose que ce trou ne perturbe pas trop le systeme.

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  10. #7
    Karibou Blanc

    Re : Corps noirs

    ce qui s'en rapproche le plus est un four. En pratique, on ajoute un petit trou pour pouvoir avoir une idee de ce qui ce passe dedans et on suppose que ce trou ne perturbe pas trop le systeme.
    Certes mais il se trouve que le concept de four et de trou peuvent prendre des formes assez surprenantes
    Comment expliquer vous qu'une étoile est un comportement tres proche d'un corps noir ?

    Réponse : Le four c'est l'étoile entière en volume, le rayonnement est émis et absorbé dans tout le volume sauf près de la surface (ou il y a une fuite vers l'extérieur) qui constitue ici le trou. Comme la surface est infiniment plus petite que le volume, l'approximation corps noir est remarquablement bonne !
    Well, life is tough and then you graduate !

  11. #8
    Meumeul

    Re : Corps noirs

    OK.

    alors juste pour mettre l'emphase sur ce que je soulignais :
    - la def du cors noir ne fait pas intervenir l'hypothese d'equilibre thermo, ni l'egalite puissances emise, puissance recue ;
    - le "trou" n'a rien a voir avec le corps noir, c'est ce qui nous permet de l'etudier experimentalement ;

    ces deux points etant souvent l'objet de meprise.

  12. #9
    Ledescat

    Re : Corps noirs

    Donc le corps noir reçoit toutes sortes de rayonnements.
    Et il rejette toute cette énergie sous forme de chaleur?
    Le spectre étudié à la sortie correspond à des rayonnements de chaleur?
    Merci en tout cas pour vos réponses!
    Cogito ergo sum.

  13. #10
    Ledescat

    Re : Corps noirs

    En fait, un corps noir réémet-il l'énergie sous forme de lumière ou sous forme de chaleur?Ou les deux?
    Merci beaucoup.
    Cogito ergo sum.

  14. #11
    invité576543
    Invité

    Re : Corps noirs

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Ledescat Voir le message
    En fait, un corps noir réémet-il l'énergie sous forme de lumière ou sous forme de chaleur?Ou les deux?
    Merci beaucoup.
    C'est quoi la chaleur pour toi?

    Cordialement,

  15. #12
    Ledescat

    Re : Corps noirs

    Pour moi, la chaleur est directement liée à l'agitation moléculaire du matériau, et l'énergie produite est transmise au milieu environnant.
    Cogito ergo sum.

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  17. #13
    Clr14

    Re : Corps noirs

    Par définition, un corps noir absorbe ou émet de la lumière, mais ne la réfléchit pas.
    On appelle ça un corps noir non pas du fait qu'il apparaît noir, ce qui est totalement faux mais parce qu'à faible température, il n'emet aucune lumière.
    clr

  18. #14
    Ledescat

    Re : Corps noirs

    Merci clr, c'est assez clair maintenant
    Cogito ergo sum.

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