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Passage des UV au IR



  1. #1
    uruz511

    Passage des UV au IR


    ------

    Bonjour à tout le monde, savez-vous pourquoi lorsque les UV rencontre la Terre, ceux_ci sont réémis sous forme d'IR ? Ceci est-il dû à une diminution de leur vitesse donc une augmentation de leur longueur d'onde ou quelque chose du genre ?

    merci d'avance à ceux qui vont me répondre.

    -----

  2. #2
    curieuxdenature

    Re : Passage des UV au IR

    Bonjour uruz511

    pour comprendre ce phénomène il te faudra aborder la notion de structure atomique de la matière.
    Pour faire court, les UV ont la même vitesse que n'importe quelle onde électromagnétique, IR compris, mais à ces longueurs d'ondes il y a des interactions avec le cortège électronique des matériaux qui autorisent ces changements de gammes.
    La règle veut d'ailleurs que ce soit toujours du haut vers le bas (au niveau des fréquences), autrement dit, tu arroses avec des UV tu recueilles des visibles, des IR, des ondes millimétriques, etc, mais jamais des rayons X par exemple et encore moins des rayons gammas.
    L'electronique, c'est fantastique.

  3. #3
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Passage des UV au IR

    Citation Envoyé par curieuxdenature Voir le message
    La règle veut d'ailleurs que ce soit toujours du haut vers le bas (au niveau des fréquences)
    mais comme toute règle il y a des exceptions...

  4. #4
    Amanuensis

    Re : Passage des UV au IR

    Citation Envoyé par uruz511 Voir le message
    Bonjour à tout le monde, savez-vous pourquoi lorsque les UV rencontre la Terre, ceux_ci sont réémis sous forme d'IR ?
    Ils ne sont pas vraiment "réémis". C'est leur énergie qui est réémise.

    Une partie des UV (et de la lumière visible) est absorbée (par les nuages, l'air, l'eau ou le sol), elle disparaît totalement. Cela augmente l'énergie du matériau qui les a absorbés (par exemple en augmentant la température, ou pour l'eau en la vaporisant). Cette énergie est réémise plus tard (la nuit pas exemple) sous forme de rayonnement infrarouge (ce qui s'accompagne d'une baisse de température).

    Le cycle journalier des températures est lié à ce phénomène.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    uruz511

    Re : Passage des UV au IR

    Ah ok j'ai bien compris merci. En fait il y a phénomène de rayonnement thermique: la terre et l'atmosphère sont réchauffés, et comme tout corps émet un rayonnement de longueur d'onde comprise dans une plage de [0,5 lambda max ; 5 lambda max ] avec lambda max, la longueur d'onde qui est en plus grande quantité. Cet lambda max étant lié à la température du corps ( je sais plus la relation ), et la température des molécules étant basse car n'ayant pas absorbé beaucoup d'UV, elle émette une faible longueur d'onde, c'est-à-dire ici les IR. Non ?

  7. #6
    Amanuensis

    Re : Passage des UV au IR

    Citation Envoyé par uruz511 Voir le message
    Ah ok j'ai bien compris merci. En fait il y a phénomène de rayonnement thermique: la terre et l'atmosphère sont réchauffés, et comme tout corps émet un rayonnement de longueur d'onde comprise dans une plage de [0,5 lambda max ; 5 lambda max ] avec lambda max, la longueur d'onde qui est en plus grande quantité. Cet lambda max étant lié à la température du corps ( je sais plus la relation ), et la température des molécules étant basse car n'ayant pas absorbé beaucoup d'UV, elle émette une faible longueur d'onde, c'est-à-dire ici les IR. Non ?
    Oui c'est ça.

  8. #7
    uruz511

    Re : Passage des UV au IR

    J'ai deux autres questions et après j'ai fini.

    Si la Terre ne recevait aucun rayonnement, aurait-elle la température du zéro absolu ou une température de surface due à l'échauffement des roches avec la pression ?

    Enfin, pourquoi des molécules comme l'ozone absorbe les UV alors que d'autres comme l'eau (je crois) absorbe les IR ?

  9. #8
    Amanuensis

    Re : Passage des UV au IR

    Citation Envoyé par uruz511 Voir le message
    Si la Terre ne recevait aucun rayonnement
    Il y a un rayonnement minimal, à 2,7 K : la température ne tomberait pas en dessous.

    une température de surface due à l'échauffement des roches avec la pression ?
    Oui, la température en surface serait plus élevée grâce à l'énergie venant de l'intérieur. Cela ne provient pas de la pression, mais de la radioactivité des roches internes, en particulier due à l'uranium, avec des demi-vies se chiffrant en milliards d'années.

    Enfin, pourquoi des molécules comme l'ozone absorbe les UV alors que d'autres comme l'eau (je crois) absorbe les IR ?
    Effets de résonance, l'énergie est absorbée par certains degrés de liberté (rotation ou vibration) dont les caractéristiques sont déterminées par la géométrie et les masses des atomes, ce qui fait que chaque type de molécule à des fréquences d'absorption privilégiées qui lui sont propres.

    En langage de la mécanique quantiques, les niveaux d'énergie de chaque degré de liberté sont quantifiés avec un quantum dépendant de la géométrie et des masses ; et l'absorption n'est possible que pour des photons ayant comme énergie un nombre entier de quanta.

  10. #9
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Passage des UV au IR

    Bonjour

    Si la terre ne recevait aucun rayonnement elle serait bien plus froide, mais pas au zéro absolu:
    - Le fond de l'univers produit un rayonnement diffus à 3K, donc rien ne peut se trouver en dessous de cette température "naturellement".

    - Par ailleurs la terre produit elle même un peu de chaleur de plusieurs façons: Par la désintégration de noyaux radioactifs, par la chaleur latente de l'évaporation d'éléments légers originaires du noyau, et par la chute d'éléments lourds vers le centre de la terre.
    La surface de la terre ne serait donc pas à 3K, mais un peu plus chaude.

  11. #10
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Passage des UV au IR

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Oui, la température en surface serait plus élevée grâce à l'énergie venant de l'intérieur. Cela ne provient pas de la pression, mais de la radioactivité des roches internes, en particulier due à l'uranium, avec des demi-vies se chiffrant en milliards d'années.
    En fait la désintégration nucléaire n'est pas la principale source de chaleur du noyau, bien que cette contribution soit la seule retenue dans la culture populaire. La plus grande part est causée par l'évaporation des éléments légers.

  12. #11
    uruz511

    Re : Passage des UV au IR

    D'accord en résumer, on reçoit n'importe où dans l'univers un rayonnement équivalent à 2,7 Kelvins en température. De plus la Terre produit sa propre chaleur grâce au noyau ( une partie étant liquide/solide, il doit exister des frottements entre la matière donc un échauffement ), grâce au désintégration atomique (uranium...) et aux remontée de roches chaudes à travers le manteau. Soit à peu près -18°C selon les scientifiques je crois.

    Enfin, la masse et la géométrie des atomes et des molécules font que chaque espèce est plus ou moins apte à absorber tel longueur d'onde, après je suis qu'en premier S donc j'ai pas tout compris ( dsl amanuensis )

  13. #12
    Amanuensis

    Re : Passage des UV au IR

    Citation Envoyé par Dudulle Voir le message
    En fait la désintégration nucléaire n'est pas la principale source de chaleur du noyau, bien que cette contribution soit la seule retenue dans la culture populaire. La plus grande part est causée par l'évaporation des éléments légers.
    Ce n'est pas ce qui avait été résumé dans d'anciennes discussions, cf. http://forums.futura-sciences.com/ge...ml#post1967589. Mais peut-être est-ce cela classé "culture populaire" ?

    Merci de donner des références au moins aussi bonne que celles dans le message donnée en lien.

  14. #13
    Amanuensis

    Re : Passage des UV au IR

    Citation Envoyé par uruz511 Voir le message
    Soit à peu près -18°C selon les scientifiques je crois.
    Cette valeur là est celle d'équilibre moyen avec le rayonnement solaire, sans effet de serre.

    Un calcul de coin de table pour le cas sans rayonnement partirait de 40 mW/m² (ce qui arrive à la surface venant des profondeurs), et appliquerait la loi de Stefan, flux = 5.6 10-8 T4, d'où T = 9 K

    après je suis qu'en premier S donc j'ai pas tout compris ( dsl amanuensis )
    Cela viendra... J'avais mis deux versions exprès. En physique c'est souvent le cas qu'il y a plusieurs "niveaux" de réponse.
    Dernière modification par Amanuensis ; 16/03/2011 à 05h26.

  15. #14
    Amanuensis

    Re : Passage des UV au IR

    Deux points que j'ai oubliés :

    Citation Envoyé par Dudulle Voir le message
    En fait la désintégration nucléaire n'est pas la principale source de chaleur du noyau
    La question n'est pas limité au noyau, elle porte sur tout l'intérieur de la planète.

    La plus grande part est causée par l'évaporation des éléments légers.
    Dans ma culture populaire, une évaporation n'est pas une source de chaleur, mais le contraire. C'est l'opération inverse (condensation) qui est source de chaleur. (Ce qui rend la sueur utile pour se refroidir, pas pour se chauffer )

    Bref, il me semble qu'il y a à redire sur votre intervention, forme et fond.

  16. #15
    Amanuensis

    Re : Passage des UV au IR

    Ceci dit, je pense avoir reconstruit ce dont vous parlez :

    Si on se limite au noyau (i.e., en ignorant la plus grande partie de l'intérieur de la Terre, le manteau), alors (et seulement alors) la contribution thermique est majoritairement la chute des éléments lourds (ce qui a pour corolaire la montée des éléments légers, et non leur "évaporation"). Ceci est visible dans le message de Gilgamesh que j'ai donné en lien : 2,7 TW pour la libération d'énergie potentielle de gravitation (= chute des éléments lourds) contre 0-1 TW de radioactivité du noyau.

    Mais si on prend le manteau en compte, la part majoritaire de l'énergie nouvelle (25 TW sur 30) est bien la radioactivité.

  17. #16
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Passage des UV au IR

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Si on se limite au noyau (i.e., en ignorant la plus grande partie de l'intérieur de la Terre, le manteau), alors (et seulement alors) la contribution thermique est majoritairement la chute des éléments lourds (ce qui a pour corolaire la montée des éléments légers, et non leur "évaporation"). Ceci est visible dans le message de Gilgamesh que j'ai donné en lien : 2,7 TW pour la libération d'énergie potentielle de gravitation (= chute des éléments lourds) contre 0-1 TW de radioactivité du noyau.

    Mais si on prend le manteau en compte, la part majoritaire de l'énergie nouvelle (25 TW sur 30) est bien la radioactivité.
    Oui c'est ce que je voulais dire, même si je me suis mal exprimé.

  18. #17
    curieuxdenature

    Re : Passage des UV au IR

    Citation Envoyé par Dudulle Voir le message
    mais comme toute règle il y a des exceptions...
    Bonjour

    si on veut couper les cheveux en quatre, oui, aussi sûr qu'en lançant un millier de cochonnets sur une boule de pétanque on parviendra à la déplacer si par hasard ils lui tombent dessus en formant une ligne verticale d'une centaine. Est-ce bien raisonnable...
    L'electronique, c'est fantastique.

  19. #18
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Passage des UV au IR

    Je ne vois pas très bien la pertinence de ta remarque ; je voulais parler des phénomènes d'optique non linéaire où l'on peut par exemple produire des photons bleus à partir d'une lumière rouge.

  20. #19
    uruz511

    Re : Passage des UV au IR

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Cette valeur là est celle d'équilibre moyen avec le rayonnement solaire, sans effet de serre.

    Un calcul de coin de table pour le cas sans rayonnement partirait de 40 mW/m² (ce qui arrive à la surface venant des profondeurs), et appliquerait la loi de Stefan, flux = 5.6 10-8 T4, d'où T = 9 K
    Ce qui veut dire que si on avait pas d'atmosphère, avec un rayonnement solaire comme on l'a dans notre système, la surface terrestre serait plus chaude qui si il y avait une atmosphère sans effet de serre car celle-ci filtrerait les UV et non les IR donc la Terre recevrait moins de flux lumineux. J'interprête cela de la formule.

    PS: merci pour le lien c'est très intéressant.
    Dernière modification par uruz511 ; 16/03/2011 à 17h01.

  21. #20
    uruz511

    Re : Passage des UV au IR

    Voila un lien qui calcule la température terrestre sans atmosphère ici

    Est-ce que vous confirmez ce que dit ce site ?

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