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expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil



  1. #1
    avi055

    expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Bonjour a tous ,

    Je suis actuellement étudiant en prépa , et je cherche une expérience pour determiner le spectre d'émission du soleil .

    Ma première idée est de faire un montage classique de diffraction par réseau puis avec une photodiode mesurer l'intensité des différentes " raies" ...
    Le problème c'est que le spectre du soleil est dense donc peut-être que cette expérience aurait fonctionner pour une lampe au mercure dont on connait précisément les longueurs d'ondes des raies dont on va mesurer l'intensité ,mais pour la lumière solaire la méthode proposé semble manquer cruellement de précision.

    Puis en plus cette méthode permettrait d'accéder qu'à une partie du spectre , celle du domaine du visible.
    Je sollicite votre aide , est-ce qu'il y a un moyen avec du matériel présent dans le lycée de réaliser ce genre de mesures , quitte a se limiter a des mesures sur le domaine du visible ?
    J'ai vu sur le net qu'il existait un moyen , c'est la " spectro CCD " qui donne accès a ce genre de mesure , est-ce que ce genre d'engin n'est présent que chez des professionnels ? Vers qui je devrait me tourner pour effectuer ma mesure si on ne trouve rien avec mon matériel de lycée ? ^^
    Merci , j'attend avec impatience vos réponses!

    -----


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  3. #2
    LPFR

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Bonjour.
    Ça dépend de ce que vous voulez obtenir: quelle précision dans la longueur d'onde et quelle précision dans l'intensité.
    Et vous oubliez un problème fondamental: vous ne connaissez pas la sensibilité de votre diode, qui dépend de la longueur d'onde. Mais il est probablement possible de trouver des photodiodes documentées par le fabriquant.
    Si vous nous décriviez le but de la manip, on pourrait probablement mieux vous aider.
    Au revoir.

  4. #3
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Bonjour

    Il y a plus simple: Une webcam, un reseau, un tube en carton avec une fente au bout.

    Avec un montage aussi simple on peut obtenir un spectre du soleil déjà bien détaillé.

    En modifiant légérement la webcam on peut mesurer dans le proche IR.

  5. #4
    avi055

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Le but de la manip serait déjà d'obtenir le maximum sur la courbe ( qui se situe au niveau du vert je crois ) puis avec la loi de Wien déterminer la température de la surface du soleil.
    Dudulle , tu pourrais m'en dire un peut plus sur l'expérience que tu proposes ? j'avoue que je n'est pas saisi le rôle exacte de tous les élements du montage

  6. #5
    LPFR

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Citation Envoyé par avi055 Voir le message
    Le but de la manip serait déjà d'obtenir le maximum sur la courbe ( qui se situe au niveau du vert je crois ) puis avec la loi de Wien déterminer la température de la surface du soleil.
    Dudulle , tu pourrais m'en dire un peut plus sur l'expérience que tu proposes ? j'avoue que je n'est pas saisi le rôle exacte de tous les élements du montage
    Bonjour.
    Je vous demandais le but de la manip de mesurer quelque chose qui a été mesuré des milliers de fois avec des appareils ad hoc par des laboratoires bien équipés et qui peut se trouver dans des tas de sites et des livres.

    C'aurait pu être pour faire une démonstration aux élèves, ou pour faire un TP, TIPE, etc.

    La solution avec la webcam simplifie le montage mécanique mais elle ne vous avance pas sur l'étalonnage de la longueur d'onde et la position (il faudra faire le spectre d'une lampe au mercure, par exemple). Et elle vous libère complètement de l'étalonnage de la sensibilité en fonction de la longueur d'onde. Mais elle vous libère non parce qu'il est fait, mais parce que vous ne pouvez pas le faire. Avec une diode, vous pouvez espérer de trouver les caractéristiques spectrales moyennes dans la documentation du fabricant. Avec une webcam, vous ne pouvez pas, et mieux encore, vous pouvez modifier cette sensibilité en modifiant les paramètres dans le logiciel de capture. Vous pourrez modifier la courbe à votre guise.

    Pour ce qui est du maximum dans le vert, vous confondez avec la sensibilité de l'œil.
    Le maximum d'émission du soleil se trouve vers 1,2 µm, c'est à dire, bien dans l'infrarouge proche.
    Au revoir.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Calvert

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Salut !

    Le maximum d'émission du soleil se trouve vers 1,2 µm, c'est à dire, bien dans l'infrarouge proche.
    Pas d'accord. Le Soleil a une température de surface de 5800 K à peu près, ce qui donne un maximum d'émission à 500 nm, plutôt du côté du vert !

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  10. #7
    LPFR

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Citation Envoyé par Calvert Voir le message
    Salut !



    Pas d'accord. Le Soleil a une température de surface de 5800 K à peu près, ce qui donne un maximum d'émission à 500 nm, plutôt du côté du vert !
    Re.
    Dommage que vous ne soyez pas d'accord avec la courbe que je venais de consulter dans le Sze (bouquin sur les semi-conducteurs).
    A+

  11. #8
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    La solution avec la webcam simplifie le montage mécanique mais elle ne vous avance pas sur l'étalonnage de la longueur d'onde et la position (il faudra faire le spectre d'une lampe au mercure, par exemple). Et elle vous libère complètement de l'étalonnage de la sensibilité en fonction de la longueur d'onde. Mais elle vous libère non parce qu'il est fait, mais parce que vous ne pouvez pas le faire. Avec une diode, vous pouvez espérer de trouver les caractéristiques spectrales moyennes dans la documentation du fabricant. Avec une webcam, vous ne pouvez pas, et mieux encore, vous pouvez modifier cette sensibilité en modifiant les paramètres dans le logiciel de capture. Vous pourrez modifier la courbe à votre guise.
    Il est possible de régler (et non pas étalonner) une webcam comme on le ferait avec une photodiode, le principe est exactement le même.
    Une webcam ordinaire mesure 256 niveaux de luminance, ce qui n'est déjà pas si mal.

    Il existe par ailleurs des applications conçues pour la spectro avec webcam; on peut par exemple utiliser VisualSpec. Il faut passer par une phase de réglage avec un spectre connu (une ampoule basse consommation par exemple); ce n'est pas très compliqué à faire.

    Les paramètres de capture doivent évidement être en manuel, et pour les plus bricoleurs on peut modifier la webcam afin d'avoir directement des fichiers RAW.

    Dudulle , tu pourrais m'en dire un peut plus sur l'expérience que tu proposes ? j'avoue que je n'est pas saisi le rôle exacte de tous les élements du montage
    Tu as un exemple ici: http://pagesperso-orange.fr/philippe...ectroscope.htm

  12. #9
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Citation Envoyé par Calvert Voir le message
    Salut !



    Pas d'accord. Le Soleil a une température de surface de 5800 K à peu près, ce qui donne un maximum d'émission à 500 nm, plutôt du côté du vert !
    C'est amusant, il y a justement une petite expérience sur cette question sur le site que je viens de citer au dessus; on peut la voir ici: http://pagesperso-orange.fr/philippe...ie/cornoir.htm

    L'auteur du site trouve un maximum d'émission vers 530 nm, ce qui confirme assez bien la loi de Wien.

  13. #10
    invite765211

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Le maximum d'émission du soleil se trouve vers 1,2 µm, c'est à dire, bien dans l'infrarouge proche.
    Bonjour je confirme ce que dis calvert, le maximum est bien autour de 500 nm.
    http://ceos.cnes.fr:8100/cdrom-00/ce...p3/chap3_f.htm

    au revoir

  14. #11
    Calvert

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Dommage que vous ne soyez pas d'accord avec la courbe que je venais de consulter dans le Sze (bouquin sur les semi-conducteurs).
    Moi, j'ai consulté le Maeder (bouquin traitant d'évolution stellaire).

  15. #12
    invite765432345678
    Invité

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Est-ce la raison pour laquelle les plantes ont en moyenne une couleur verte ?

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  17. #13
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Ce que je trouve étonnant c'est que la référence vienne d'un livre sur les semi-conducteurs. Je me demande si LPFR ne parlait pas du maximum de sensibilité du détecteur plutôt.

  18. #14
    avi055

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Merci a tous pour vos réponses , et l'aide que vous m'avez apporté ,
    Au revoir.

  19. #15
    Yoyo

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Citation Envoyé par RedDwarf Voir le message
    Est-ce la raison pour laquelle les plantes ont en moyenne une couleur verte ?
    Non la couleur verte proviens de la chlorophylle qui absorbe principalement dans le rouge. Ainsi nous voyons principalement la couleur complémentaire a celle absorbée.

    YOyo

  20. #16
    LPFR

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Citation Envoyé par thierry860 Voir le message
    Bonjour je confirme ce que dis calvert, le maximum est bien autour de 500 nm.
    http://ceos.cnes.fr:8100/cdrom-00/ce...p3/chap3_f.htm

    au revoir
    Bonjour.
    Non. Je ne suis pas con à ce point. Merci Dudulle.
    J'ai donne le maximum en fonction de la fréquence (ou de l'énergie de photons).
    Voici la page avec les deux courbes:
    http://img196.imageshack.us/img196/1...arspectrum.jpg
    Au revoir.

  21. #17
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour.
    Non. Je ne suis pas con à ce point. Merci Dudulle.
    J'ai donne le maximum en fonction de la fréquence (ou de l'énergie de photons).
    Voici la page avec les deux courbes:
    http://img196.imageshack.us/img196/1...arspectrum.jpg
    Au revoir.
    Bizarre, il y a surement un erreur sur ton bouquin dans ce cas, car il est certain que le maximum d'émission d'un corps noir à 5800K n'est pas à cette longueur d'onde.

  22. #18
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    ***erreur***

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  24. #19
    LPFR

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Citation Envoyé par Dudulle Voir le message
    ***erreur***
    Re.
    Eh oui. Tout le monde peut se tromper. Mais dire que le Sze contient des informations fausses veut dire que vous ne connaissez pas le bouquin.
    A+

  25. #20
    Calvert

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Autant la courbe du haut me semble bonne, autant celle du bas ne correspond pas... Il est d'ailleurs très facile de vérifier avec la loi de déplacement de Wien que la longueur d'onde du pic d'émission pour un corps noir à 5800 K est autour de 500 nm...

    Tout le monde peut se tromper !

  26. #21
    calculair

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    bonjour,
    La courbe du haut donne la puissance recue par m² en fonction de la longueur d'onde

    la courbe du bas donne le nombre de photons recue en fonction de la longueur d'onde

    J'ai un doute sur les echelles de l'axe des ordonnées notamment sur la 1° courbe, j'aurais preferé des unités comme W /m²/ nm.

    Il faudrait refaire les calculs avec le rayonnement du corps noir pour valider En tous les cas la vision par le nombre de photons reçus est interessante

  27. #22
    calculair

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    re bonjour

    L'origine des echelles des ordonnées ne semble pas correcte

    La puissance reçue totale est bien de 1400 W/m² et non 1400 W/m²/µm ... là ça fait beaucoup et en integrant sur toutes les longueurs d'ondes nous grillons !!!!!

  28. #23
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Re.
    Eh oui. Tout le monde peut se tromper. Mais dire que le Sze contient des informations fausses veut dire que vous ne connaissez pas le bouquin.
    A+
    Un petit peu fallacieux quand même cet argument...

  29. #24
    LPFR

    Re : expérience pour déterminer le spectre d'émission du soleil

    Citation Envoyé par calculair Voir le message
    La puissance reçue totale est bien de 1400 W/m² et non 1400 W/m²/µm ... là ça fait beaucoup et en integrant sur toutes les longueurs d'ondes nous grillons !!!!!
    Bonjour Calculair.
    Eh non.
    Remplacez la courbe par un rectangle de 1 ou deux microns de large. Puis intégrez.
    Cordialement,

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