Pourquoi l’électricité émet de la lumiére?

[invite8b7ea7b2]

Bonjour

Savez vous pourquoi l'électricité émet de la lumière ?
Car se n'est que le déplacement d'électron finalement



Cordialement
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[coussin]

De quoi parlez-vous ?
Quand je regarde un fil électrique, il ne brille pas

[invite8b7ea7b2]

la foudre , les joutes électriques, les schockers électriques

http://youtu.be/zrsny_TKqtE?t=10m5s
https://www.youtube.com/watch?v=lCDe...TxxCtOj-lrIFBA

https://www.youtube.com/watch?v=dZ-4BfzmcyY

[invite8ecedd5b]

Bonjour,

Huhh, je suppose que tu parles des éclairs ^^, qui est la partie lumineuse de la foudre (le tonnerre c'est la partie sonore).
De manière simple : la foudre (la décharge) surchauffe les gaz de l'air, qui se ionise et émet de la lumière.

[A voir en vidéo sur Futura]

[coussin]

Cela signifie-t-il qu'on ne verrait pas une décharge électrique dans le vide ?

[invite8b7ea7b2]

ça veut dire quoi se ionise?

[Deedee81]

Salut,

ça veut dire quoi se ionise?

Des électrons sont arrachés aux atomes.

Il y a, si je n'oublie rien, trois mécanismes d'émission d'ondes électromagnétiques avec des électrons (la lumière est une onde électromagnétique particulière) (ces mécanismes ne sont pas indépendants d'ailleurs) :
- Les électrons passant dans un fil provoquent un échauffement (les électrons heurtent les atomes en circulant), effet Joule. On a alors émission d"un rayonnement thermique. Comme les anciennes ampoules à incandescence.
- Les atomes sont excités et des électrons changent de niveau. En faisant cela ils absorbent ou émettent de la lumière
- un électron a une charge électrique et toute charge électrique accélérée émet un rayonnement électromagnétique. Comme les antennes. En général, on est dans le domaine des ondes radios. Mais ça peut être plus énergétique (on va même jusqu'aux rayons X).

[Nicophil]

Bonjour,

Savez vous pourquoi l'électricité émet de la lumière ?

L'explication était que les sources électriques faisaient vibrer l'éther luminifère et que ces vibrations se propageaient comme des vagues jusqu'aux récepteurs électriques.
... En fait, c'est toujours l'explication, on a juste remplacé "éther luminifère" par "champ électromagnétique".

Mais attention, on ne peut pas diviser ces vibrations infiniment : on tombe sur des "grains de lumière" indivisibles, les photons, qui sont les quanta d'excitation du champ électromagnétique.

[Nicophil]

Deedee, tu as écrit "avec" mais je remplace par "par" pour voir ce que ça donne :

Il y a, si je n'oublie rien, trois mécanismes d'émission d'ondes électromagnétiques par des électrons
- On a alors émission d'un rayonnement thermique. Comme les anciennes ampoules à incandescence.

Le rayonnement thermique, ce sont les molécules (rayonnement dipolaire électrique).

- Les atomes sont excités et des électrons changent de niveau. En faisant cela ils absorbent ou émettent de la lumière.

"ils", ce sont les atomes, pas les électrons.

- Comme les antennes.

Rayonnement dipolaire électrique.


Alors quels sont les phénomènes où

un électron a une charge électrique et toute charge électrique accélérée émet un rayonnement électromagnétique.

?

[Deedee81]

Salut,

Deedee, tu as écrit "avec" mais je remplace par "par" pour voir ce que ça donne :

Et tu me dis quoi ?

Il y a quelques petites différences dans la grammaire de la Sibérie française

Le rayonnement thermique, ce sont les molécules (rayonnement dipolaire électrique).

Oui, merci de la précision, je disais d'ailleurs que les trois mécanismes ne sont pas indépendants. La distinction que je faisais est plutôt du genre "pratique". C'est surtout les domaines et les outils théoriques et pratiques qui varient dans les trois cas.

[invite6dffde4c]

[QUOTE=Nicophil;4951527]…:Le rayonnement thermique, ce sont les molécules (rayonnement dipolaire électrique).
…QUOTE]
Bonjour.
Je viens de relire en diagonale le chapitre 41 du tome I du Feynman
http://www.feynmanlectures.caltech.edu/
Pour lui, le rayonnement thermique est du à des électrons qui oscillent autour des atomes (le centre de gravité de la charge oscille).
Il ne parle pas de rayonnement dipolaire de molécules.
Au revoir.

[Deedee81]

Salut,

Ce livre là de RF je ne l'ai pas lu, mais le rayonnement thermique a diverses origines : translation des particules, rotations, vibrations, changements de niveaux électroniques avec éventuellement ionisation (cité dans l'ordre grossièrement croissant des températures pour un gaz, mettre vibration en tête pour les solides).

Dans certains cas c'est moléculaire. Dans d'autres atomiques.

Dans tous les cas il y a apparition d'un moment dipolaire électrique, ça peut se décrire de manière semi-classique à travers ça en première approximation (ce qui est fait dans livre de Schmetz de mécanique quantique par exemple pour le rayonnement des atomes). Dans une approche que j'ai lu il y a longtemps due à Schrödinger, c'est abordé essentiellement comme une oscillation électronique, sans doute la même approche de Feynmnan, faudra que je lise son livre vu qu'ils sont facilement disponibles, je n'ai pas d'excuse.

Le terme "molécule" était sans doute un peu maladroit. J'aurais dû relever.

[invite6dffde4c]

Re.
Je parle (et le chapitre 41 aussi) du rayonnement du corps noir.
On peut avoir de l’absorption et de l’émission moléculaire mais indépendamment du rayonnement du corps noir.
Car le rayonnement moléculaire dépend de la molécule et de ses états. Le rayonnement du corps noir est indépendant de la substance.
Cordialement,

[Deedee81]

Le rayonnement du corps noir est indépendant de la substance.

En effet. Mais en pratique il est forcément émis par les atomes et molécules de la substance !

[invite6dffde4c]

Re.
Je pense que c’est plutôt par les électrons. Et en tout cas il n’est pas dû aux transitions d’électrons entre des niveaux atomiques ou moléculaires. C’est la raison pour laquelle il ne dépend pas de la nature chimique de la substance.
Cordialement,

[Deedee81]

Je pense que c’est plutôt par les électrons. Et en tout cas il n’est pas dû aux transitions d’électrons entre des niveaux atomiques ou moléculaires.

Sur ce point on est d'accord (en fait j'ai l'impression qu'on parle de la même chose mais de manière différente....).

C’est la raison pour laquelle il ne dépend pas de la nature chimique de la substance.

Mais pour moi, ce n'est pas ça. L'indépendance à la nature chimique est due à des raisons statistiques.

[invite6dffde4c]

Re.
Vous avez peut-être raison. Mais si j’imagine des atomes avec deux niveaux d’énergie, quelque soit leur nombre, je n’obtiendrai que des photons correspondant à la seule transition possible.
Cordialement,

[Deedee81]

Salut,

Vous avez peut-être raison. Mais si j’imagine des atomes avec deux niveaux d’énergie, quelque soit leur nombre, je n’obtiendrai que des photons correspondant à la seule transition possible.

Ca c'est clair.

Mais ce n'est pas la principale source d'émission du rayonnement thermique. Dans les gaz c'est surtout la translation des atomes/molécules (presque continue, si c'est dans une boite c'est quantifié mais avec des niveaux très serrés) et dans un solide les vibrations (idem, avec des milliards d'atomes, le spectre est quasi-continu).

Ayant alors un nombre de niveaux extrêmement grands et serrés, peu importe le détail, pour des raisons statistiques les niveaux excités forment la "courbe en cloche" (à de petites irrégularités près généralement gommées par la largeur naturelle des raies ou l'effet Doppler pour les gaz).

Les spectres de rotation et de vibration pour des molécules dans un gaz sont aussi assez serrés (il est même souvent difficile de séparer les raies des modes vibrationnels car ils ne sont excités généralement qu'à haute température et les raies se recouvrent).

A haute température, les niveaux électroniques dans les atomes peuvent être excités. Dans ce cas on peut voir apparaitre des raies relativement intenses (le cas d'école qu'on a tous expérimenté en labo est le sodium et sa belle raie jaune-orange) qui dépendent de la nature du corps. Globalement le spectre reste encore celui d'un corps noir mais avec des raies assez nettes de ci de là.

A température encore plus élevée, c'est carrément des raies nucléaires qu'on voit apparaitre.... chauffe Marcel

Par contre, je ne suis plus sûr, faudra vérifier, je crois qu'à très très basse température, vu que très peu de niveaux peuvent être excités (translations, rotations, vibrations), surtout avec des fermions, on doit fortement s'écarter du régime corps noirs.

[invite6dffde4c]

Bonjour Deedee81.
Soyons clairs : je parle de rayonnement du corps noir et non de rayonnement thermique en général.

Je ne connais pas le rayonnement du corps noir pour les gaz. Je en suis même pas sur qu’un gaz dilué émette du rayonnement de corps noir. La seule mention que j’ai trouvée sur le web est le gaz des étoiles qui constitue une exception :
“Most approximate blackbodies are solids but stars are an exception because the gas particles in them are so dense they are capable of absorbing the majority of the radiant energy.”

Un atome ou une molécule en translation n’a aucune raison d’émettre du rayonnement du seul fait de sa translation. Peut-être que au moment d’une collision il peut se passer des choses. Comme une collision partiellement plastique avec émission d’un photon (pas de phonons puisque nous sommes dans un gaz dilué). Mais par quel mécanisme classique ou quantique cela pourrait se produire. Et qu’en sera-t-il de la conservation du moment et de l’énergie ?

Pour ce qui est des spectres rationnels, j’ai encore des problèmes avec la conservation du moment angulaire.
Mais dans tous les cas (y compris les vibrations moléculaires) les niveaux sont caractéristiques de la nature chimique. Et surtout, la plupart des modes rationnels et vibrationnels ne peuvent apparaître qu’à des températures suffisamment grandes. Donc le spectre d’émission montre des paliers quand des nouveaux modes sont possibles. Et il ne s’agit toujours pas de rayonnement de corps noir.

Je suis d’accord qu’à haute température, le spectre d’émission atomique ou moléculaire apparaît en plus du spectre du corps noir… pour des gaz à haute pression, comme dans les étoiles. Car les spectres des décharges de gaz que nous avons vu dans notre jeunesse, ne comportent que des raies atomiques et moléculaires. Même si la température du gaz dans les tubes à décharge atteint des milliers de degrés.

Je ne me souviens pas d’avoir vu des mentions de température minimale ni des niveaux d’énergie des atomes dans l’étude de rayonnement du corps noir.
Si mes souvenirs ne sont pas trop estompés après plus d’un demi-siècle, l’étude ne fait intervenir que des modes d’ondes stationnaires dans une boite.
Cordialement,

[Deedee81]

Bon,

Je savais bien qu'on était juste sur une longueur d'onde différente, normal avec du rayonnement .

Entièrement d'accord avec tout ce que tu expliques.

Un atome ou une molécule en translation n’a aucune raison d’émettre du rayonnement du seul fait de sa translation. Peut-être que au moment d’une collision il peut se passer des choses. Comme une collision partiellement plastique avec émission d’un photon (pas de phonons puisque nous sommes dans un gaz dilué). Mais par quel mécanisme classique ou quantique cela pourrait se produire. Et qu’en sera-t-il de la conservation du moment et de l’énergie ?

Il est vrai que dans les cours de statistique (en tout cas ceux que j'ai en main) ils ne précisent pas le mécanisme. Mais c'est forcément des collisions non élastiques.

La question reste posée.