Rayonnement thermique du corps noir et loi du déplacement de Wien

Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique

À retenir

• Loi de Wien : _max T = b = 2,898 10^-3\ m·K. • Température absolue : T(K) = (°C) + 273,15. • Plus un corps est chaud, plus son pic d'émission bascule vers les petites longueurs d'onde. • Le corps humain ( 37\ °C = 310\ K) émet principalement dans l'infrarouge lointain (_max 9,3\ m). • Le Soleil (5778\ K) culmine à _max 500\ nm (lumière visible verte).

Le cours

1. Rayonnement thermique et corps noir Tout corps matériel à une température absolue T non nulle émet spontanément un rayonnement électromagnétique continu d'origine thermique. Un corps noir est un absorbeur et émetteur thermique idéal de référence : • Le spectre émis est continu et ne dépend que de sa température absolue T (en kelvins K). • Plus la température augmente, plus l'énergie totale rayonnée est grande (loi de Stefan-Boltzmann : T^4). • Plus la température augmente, plus le pic d'émission se déplace vers les courtes longueurs d'onde (vers le visible et l'UV). 2. Loi du déplacement de Wien La longueur d'onde _max correspondant au maximum d'émission spectrale est inversement proportionnelle à la température absolue de surface du corps noir : _max T = b _max = b/T • _max est la longueur d'onde du pic d'émission en mètres (m). • T est la température absolue en kelvins (K) : T(K) = (°C) + 273,15. • b est la constante de Wien : b 2,898 10^-3\ m·K. 3. Applications industrielles La loi de Wien permet la pyrométrie optique sans contact dans les fonderies (mesure de la température de métaux en fusion à distance), la thermographie du bâtiment et la détermination de la température de surface des étoiles (Soleil à 5800\ K _max 500\ nm au cœur du visible vert).

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