Loi qualitative de Wien : couleur de la source et température de surface
Seconde générale · Physique-Chimie 2nde
À retenir
• Loi de Wien (qualitative) : plus la température de surface T est élevée, plus la longueur d'onde _ du maximum d'émission est petite. • Étoile rouge : environ 3\,000 à 3\,500\ K ; Soleil (jaune-blanc) : 5\,800\ K, _ 500\ nm ; étoile bleue : plus de 10\,000\ K. • La couleur d'une étoile renseigne donc sur sa température de surface.
Le cours
Loi qualitative de Wien : couleur de la source et température de surface La loi qualitative de Wien relie la couleur globale émise par une source thermique à la température de sa surface émettrice : • Énoncé qualitatif : La longueur d'onde _max correspondant au maximum d'intensité lumineuse émise par un corps chaud est d'autant plus petite que la température absolue T de sa surface est élevée : T augmente _max diminue • Conséquence majeure pour l'astrophysique : La couleur apparente d'une étoile permet de déterminer directement l'ordre de grandeur de sa température de surface : - Étoiles « froides » ( 3000 K) : couleur dominante rouge (ex. Bételgeuse dans Orion, Antarès dans le Scorpion). _max se situe dans le rouge ou le proche infrarouge. - Étoiles tempérées ( 5500--6000 K) : couleur dominante jaune-blanc (ex. le Soleil avec T 5800 K et _max 500 nm). - Étoiles très chaudes ( 10\,000 à 30\,000 K) : couleur dominante blanche ou bleue (ex. Rigel dans Orion, Véga dans la Lyre). _max se situe dans l'ultraviolet ou le bleu. Astuce et méthode clé Attention à l'intuition quotidienne des robinets : en physique et en astronomie, le BLEU est beaucoup plus chaud que le ROUGE ! Piège classique à éviter La couleur d'une étoile n'est pas due à des colorants chimiques : elle traduit purement sa température de surface.
Dans ce chapitre
- Sources de lumière primaires et secondaires du Collège
- Lumière blanche et décomposition par un prisme du Collège
- Couleurs primaires et synthèse additive du Cycle 4
- Spectre de la lumière blanche : décomposition et spectre continu
- Longueur d'onde dans le vide et domaine du visible (400 - 800 nm)
- Rayonnements invisibles : ultraviolets (UV) et infrarouges (IR)
- Spectres d'émission continus d'origine thermique et influence de la température
- Loi qualitative de Wien : couleur de la source et température de surface
- Spectres d'émission de raies des gaz excités
- Spectres d'absorption de raies : bandes d'absorption d'un gaz traversé
- Coïncidence des raies d'émission et d'absorption d'un même élément
- Application à la composition chimique de l'atmosphère d'une étoile
- Raies de Fraunhofer dans le spectre du Soleil
- Bilan : Synthèse et méthode sur Spectres lumineux en Seconde