Bonjour,
si l'on constitue un corps noir "monoatomique" (par ex fait uniquement d'atomes de sodium !) et que l'on le chauffe, obtiendra-t-on théoriquement un spectre continu (rayonnement du corps noir avec un spectre de type loi de Planck ne dépendant que de la température) ou un spectre de raies (doublet jaune du Na) ?
Merci !
Bonjour.
Un morceau de sodium émet le rayonnement du corps noir (plutôt gris clair).
Un atome de sodium isolé émet des raies.
Au revoir.
Merci,
pourquoi un morceau de sodium n'émet pas un spectre de raies comme une lampe à vapeur de sodium ?
bonjour
Si tu chauffes à haute temperature du sodium, il se superposera au spectre continu du corps noir un spectre de raies caracteristiques du sodium.
Par contre je ne saurais dire dans quelles conditions ce spectre de raies apparait comme des raies brillantes ou des raies d'absorbtion.
Dans la couronne solaire, le spectre de raies est un spectre d'absorbtion.
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
OK donc il y a 2 origines au rayonnement: une "thermodynamique" avec le spectre du corps noir et une "quantique" avec le spectre de raies ?Envoyé par calculair
Bonjour,
C'est une manière de dire les choses.
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Sauf qu'il y a derrière tout ça des subtilités: le rayonnement du corps noir se fait à l'équilibre, alors que les transitions électroniques ne se font pas à l'équilibre...faut que je creuse tout ça.
Le rayonnement du corps noir ne fait pas intervenir de transitions électroniques. C'est le réseau cristallin qui gigote et il peut gigoter de manière continue.
Ah tiens merci j'ignorais que le rayonnement du corps noir trouvait son origine dans les vibrations du réseau cristallin...ou amorphe (braises incandescentes dans la cheminée)
les vibrations produisent des phonons dont l'énergie est distribuée à la Bose-Einstein ?
Salut,
Heu, non, ça peut venir des transitions électroniques. En fait, en fonction de la température, on a plus ou moins des différentes origines :
- translations (gaz et liquides)
- rotations (gaz et liquides, molécules dissymétriques)
- vibrations (gaz et liquides moléculaires , solides) Pour le gaz la température est en général assez élevée, pour les solides à température ambiante c'est le mode principal
- transitions électroniques (à haute température)
Ce sont tous des spectres de raies, mais la plus part du temps les raies se recouvrent (largeur naturelle des raies + effet Doppler).
Si la quantité de matière est faible, les effets statistiques ne jouent pas ou alors on est hors équilibre (laser par exemple) et on peut avoir un spectre de raies bien nettes.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Pour l'ordre de grandeur, 1 eV est 11600 K. Donc effectivement les transitions électroniques contribuent mais aux très hautes températures alors…
Donc finalement le rayonnement du corps noir c'est un recouvrement "infini" de spectre de raies , spectre qui devient continu ?
Bonjour,
Non, les deux sont tout aussi quantiques l'un que l'autre.
Pour faire simple et caricatural, si vous avez un atome avec deux niveaux d'énergie :
- un atome seul aura donc deux niveaux d'énergie, une seule transition
- un bloc de N atomes aura 2N niveau d'énergies groupés par paquets, grosso modo deux paquets centrés sur les deux niveau de l'atome isolé. Et plus N est grand et plus l'écart entre deux niveaux est petit. Pour N de l'ordre du nobre d'Avogagro, on a un continuum (à une très bonne approximation). Dans ce cas là, vous voyez bien qu'on n'a pas un spectre de raies.
@+
Not only is it not right, it's not even wrong!
Salut,
On est d'accordPour l'ordre de grandeur, 1 eV est 11600 K. Donc effectivement les transitions électroniques contribuent mais aux très hautes températures alors…Sauf exceptions (électrons peu liés, transitions hyperfines, etc...) souvent négligeables. A température ambiante c'est surtout des translations et rotations (gaz, parfois les vibrations) et les vibrations (solides).
De même qu'on néglige presque systématiquement les transitions.... nucléaires !!!! (là on est dans les millions de degrés). Dans mon bouquin de phys. stat. ils écrivent : (hamiltonien ou fonction de partition) H = Ht + Tv + Hr + He + Hn (t translation, etc...) et disent immédiatement que l'on pose Hn = 0. A une constante près dans certaines grandeurs thermodynamiques, ça ne change rien (enfin, tant qu'on ne chauffe pas l'échantillon avec une bombe atomique).
Oui, infini ou du moins énorme (voir la réponse de Albanxii ci-dessus).
On a la même chose avec les spectre de bandes dans les solides (avec les bandes de valance, de conduction). En réalité ce sont des spectres de raies mais extrêmement nombreuses et qui se recouvrent. Ce qui donne des bandes d'énergie continues.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour.
Pour éviter des interprétations erronées, j'insiste sur ce que ces nombreuses raies ne correspondent pas à des transitions atomiques comme celles des atomes isolés.
Le spectre du rayonnement du corps noir ne dépend pas des atomes qui le composent, sauf pour l'émissivité.
Au revoir.
Salut,
J'ai failli mal comprendre, ça vient peut-être de moi, mais au cas où je donne une précision :
Pour les solides (et même les liquides), car le spectre (et les fonctions d'onde) est extrêmement différent des atomes seuls.
Même pour un gaz monoatomique, à température ambiante, le spectre est essentiellement le spectre des translations des atomes. Evidemment fort différent du spectre électronique de l'atome. Heu, même à haute température le spectre de translation domine (à quelques raies éventuelles près bien visibles mais très élargies par l'effet Doppler). A confirmer (je ne suis pas sûr que ce soit toujours vrai)
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Un corps noir fait en général référence à un corps qui est composé d'atomes différents il me semble, ce n'est pas un corps pur simple.
Une lampe à vapeur de Hg, Na , H n'en est pas un, mais une lampe à incandescence (à filament de tungstène) avec son gaz et son ampoule si m'avait dit un prof.
Bonjour,
Les raies spectrales sont une signature du cortège électron-ique propre à chaque atome.
Alors que :L'éclairage par incandescence consiste à produire du rayonnement thermique ("de corps noir"), l'éclairage par électroluminescence consiste à produire du rayonnement électron-ique.
Comment fait-on la conversion ?Pour l'ordre de grandeur, 1 eV est 11600 K. Donc effectivement les transitions électroniques contribuent mais aux très hautes températures alors…
La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.
Enfin dans les 2 cas la lumière se propage par des photons d'énergie h*nu qui sont émis à cause de désexcitations électroniques...à moins qu'il y ait moyen de produire des photons autrement ?
Bien sûr ! En accélérant les charges électriques.
Comment ? en agitant l'atome (agitation thermique).
La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.
ah oui bien sûr...type rayonnement d'un dipôle oscillant, ou rayonnement synchrotron ... ça peut contribuer au rayonnement du corps noir dans son ensemble ?
Bonjour.
Oui. Le rayonnement du corps noir est du à l'agitation thermique des atomes et électrons du matériau.
Au revoir.
bsr
je me permets de rebondir sur cette discussion pour éviter l'ouverture d'un nouveau fil.
Voilà , quand on brûle du sodium dans une flamme , cette dernière devient jaune
mais on peut aussi faire cette expérience en éclairant cette même flamme avec de la lumière blanche et là le spectre d'absorption de Na peut apparaitre.
Comment expliquer que le sodium , dans les mêmes conditions, peut aussi bien emettre qu'absorber ces raies ?
l'évènement est-il probabiliste ? si oui quelles lois de probabilités doit on considérer ?
merci
Dernière modification par nlm.nlm ; 15/10/2013 à 20h18.
Salut,
E = kT
Cette fois c'est de bon aloi
Ce qui compte est d'exciter les atomes de sodium. Que ce soit avec des chocs (agitation thermique) ou avec de la lumière. Dans ce dernier cas, on a des raies d'absorptions.
Ensuite les atomes excités vont réémettre la lumière sous forme de raies d'émission (mais elle le font dans tous les sens, donc si on observe la lumière blanche dans la direction de son trajet à travers le sodium, on aura les raies d'absorption, car l'essentiel de la lumière réémise l'a été dans toutes les directions).
C'est en effet probabiliste. L'absorption ou l'émission sont données par les lois quantiques (dans le cas le plus simple, la désexcitation avec émission d'un photon suit une loi de Poisson).
Mais vu le nombre d'atomes considérés ici, inutile de se casser la tête avec les probabilités. On peut s'en tenir à un bilan.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
