Rayonnement d'un corps noir

[itslunyitsluny]

Bonjour
Svp est ce que vous pouvez me proposer une reponse pour la question suivante:
On considere que l atmosphere est formé de n couches de CO2 identiques,puis on assimilera la croute terrestre et le soleil à un corps noir.La croute terrestre emet un flux P_t ,le soleil emet un flux P_s.Pourquoi une couche de CO2 absorbe integralement P_t ,mais reste transparente au flux P_s?
J'ai trouvé une réponse que j'ai pas bien compris:
-la terre et les couches de CO2 sont à temperature ambiante donc leur spectre d emission "maximal" est dans l infra rouge (Je crois qu'ils ont utilisé la loi de Wien ,ce qui veut dire que ces couches de CO2 sont des corps noirs),or un corps ne peut absorber que ce qu il peut emettre,donc l atmosphere est transparente à P_s.
Ce que je ne comprend pas c'est que,par definition un corps noir absorbe tout ce qu il recoit (n importe quel rayonnement et qq soit sa direction),et puisqu on applique la loi de Wien sur ces couches,alors il faut en deduire qu elles absorbent toute sorte de rayonnement .
Une deuxième question est la suivante:je vois dans certains exo qu on travaille avec les flux directement sans utiliser le premier principe de la thermodynamique.En restant dans le meme exemple,on peut dire par exemple que la ième couche de CO2 emet un flux P_ih vers le haut et P_ib vers le bas.En isolant le systeme {croute terrestre,n couches de CO2} on peut dire que P_ih= P_s,mais je crois que ceci n'est vrai que si on considere que notre systeme en equilibre tehrmodynamique n'est ce pas ?(en tout cas veuillez m'eclaircir ce point là)
Merci.
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[gts2]

Bonjour,

On considère que vos couches sont des corps qui ont les propriétés d'un corps noir avec des coefficients de correction de type émissivité (qui doit faire partie de vos données)

Pour la deuxième question, vous avez raison, il est sous-entendu régime permanent ce qui conduit à U=Cte (donc le premier principe est bien appliqué mais de manière implicite)

[itslunyitsluny]

Bonjour gts2,pour la deuxième question c'est clair.
Sinon pour la première question,en fait on ne donne aucune donnée supplémentaire (on ne dit meme pas si les couches sont des corps noirs),mais est ce que un corps noir peut etre transparent par rapport à un rayoonement donné ?

[gts2]

Pour ce qui est de la première question, vous avez bien compris le début : "la terre ... est à température ambiante donc leur spectre d'émission "maximal" est dans l'infra rouge" (maxi au voisinage de 10 micromètres) et dans cette zone le CO2 absorbe (bande d'absorption autour de 15 micromètres) ce qui n'est pas le cas du visible.
Ne pas oubliez non plus que vous faites un calcul approximatif (par ex. le rayonnement solaire est en partie absorbé).

Quel est l'énoncé exact ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[itslunyitsluny]

C'est ca l enoncé exact,sinon j ai pas bien compris pourquoi on justifiela non absorbance à l aide du maximum du spectre d emission.

[un_copain]

Salut,

Peut être réfléchir en terme d'énergie. L'énergie du soleil est répartie sur toute un spectre de longueur d'onde.
L'atmosphère n'absorbe que les IR (une partie infime de tout ce spectre) une grande partie des rayons passent donc à travers pour atteindre la Terre.
La terre est considérée ici comme un corps noir et absorbe donc toute l'énergie qui lui arrive dessus. Énergie qu'elle réémet avec un max dans l'IR.
En gros la Terre va convertir tout le spectre du soleil dans l'IR ?

[gts2]

C'est ca l'énoncé exact, sinon j'ai pas bien compris pourquoi on justifie la non absorbance à l'aide du maximum du spectre d'émission.

J'ai peut-être été imprécis
Le spectre du soleil (grossièrement) est dans le visible, et dans le visible il n'y a pas de raies/bandes d'absorption du CO2 dans cette zone
Le spectre de la terre (grossièrement) est autour de 10 μm, et dans cette zone il y a une bande d'absorption du CO2
Autrement dit, on simplifie en traduisant "maxi du spectre" = "spectre uniquement autour de ce maxi".

[itslunyitsluny]

je fais une reformulation pour voir si j ai bien compris ou pas.Alors le soleil emet la quasi totalité de son rayonnement dans le visible (D'après Wien),les couches du CO2 emettent dans l infra rouge (selon Wien aussi),ainsi elles ne peuvent absorber que des rayonnements dans l infra-rouge.Il s ensuit que les couches de CO2 ne peuvent pas absorber le flux solaire et donc sont transparentes.C'est ca ?
mais si on conduit le meme raisonnement par rapport à la terre,normalement elle aussi ne doit non plus absorber le flux solaire .

[un_copain]

la terre est considérée comme un corps noir par ton énoncé,donc absorbe absolument tout.
ce n'est pas le cas du CO2 (car nous pouvons voir au travers).

[un_copain]

D'après mes souvenirs, la loi de Wien ça nous donne le spectre d'émission d'un corps (en fonction de sa température). Mais si je ne dis pas de bêtises, il n'y a pas de lien entre ça et l'absorption.
Pour ce qui est de l'absorption optique du CO2, c'est une propriété qui lui est propre (liaisons chimiques).

[gts2]

je fais une reformulation pour voir si j ai bien compris ou pas.Alors le soleil emet la quasi totalité de son rayonnement dans le visible (D'après Wien),les couches du CO2 emettent dans l infra rouge (selon Wien aussi),ainsi elles ne peuvent absorber que des rayonnements dans l infra-rouge.Il s ensuit que les couches de CO2 ne peuvent pas absorber le flux solaire et donc sont transparentes.C'est ca ?
mais si on conduit le meme raisonnement par rapport à la terre,normalement elle aussi ne doit non plus absorber le flux solaire .

Il ne faut pas faire un raisonnement purement corps noir, le CO2 absorbe dans l'IR au vu de sa constitution moléculaire, ce n'est pas lié à son émission IR, et est transparent au visible de nouveau au vu de sa constitution molécualire.

La différence entre CO2 et la terre est que la terre est totalement opaque (elle absorbe tous les rayonnements) ce qui n'est pas le cas du CO2 : les gaz en dehors des bandes particulières d'absorption sont transparents.