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Club d'Astronomie Lycée Saint Exupéry Lyon Température du Soleil.

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2 Club d'Astronomie Lycée Saint Exupéry Lyon Température du Soleil

3 Club d'Astronomie Lycée Saint Exupéry Lyon Corps solides incandescents La surface émettrice dun corps solide très chaud peut être comparée à une infinité de petits oscillateurs, sources en vibration donnant chacune une radiation de longueur donde Lensemble des radiations forme un

4 Club d'Astronomie Lycée Saint Exupéry Lyon Corps solides incandescents La répartition de lénergie dans ce spectre dépend de la température de la source Généralement, on ne peut lier par des lois simples, les propriétés du rayonnement dun solide à sa température le corps noir Les physiciens ont été amené à envisager un corps idéal appelé

5 Club d'Astronomie Lycée Saint Exupéry Lyon Les mystères du corps noir

6 Club d'Astronomie Lycée Saint Exupéry Lyon Un corps noir est une enceinte fermée contenant des particules et des photons en équilibre thermique Un rayonnement existe en son sein, mais cest un milieu complètement absorbant le rayonnement reste à lintérieur du corps

7 Club d'Astronomie Lycée Saint Exupéry Lyon En pratique, les lois du rayonnement restent approximativement valables tant que les pertes dénergie sont négligeables devant lénergie emmagasinée dans le corps Mais comment peut-on lobserver ??? On fait un tout petit trou dans sa paroi et on regarde à lintérieur

8 Club d'Astronomie Lycée Saint Exupéry Lyon Les trois lois du rayonnement

9 Club d'Astronomie Lycée Saint Exupéry Lyon La puissance totale P rayonnée par un corps noir de surface S, est proportionnelle à la quatrième puissance de sa température absolue T P = S.. T 4 = 5,669 avec = 5, W. m -2. K -4 Loi de Stefan (1879)

10 Club d'Astronomie Lycée Saint Exupéry Lyon La longueur donde max qui correspond au maximum de rayonnement émis par un corps noir, est inversement proportionnelle à sa température absolue T max.. T = 2, m.K -1 max.. T = 2, m.K -1 Loi de Wien (1893) Ce maximum dintensité pour une longueur donde donnée confère au corps sa couleur dominante

11 Club d'Astronomie Lycée Saint Exupéry Lyon Loi de Planck (1900) ou loi du « corps noir » La distribution spectrale de la lumière émise par un corps noir ne dépend que de sa température. Intensité lumineuse Longueur donde

12 Club d'Astronomie Lycée Saint Exupéry Lyon h : constante de Plank = 6, J. s k : constante de Boltzmann = 1, J. K -1 c : vitesse de la lumière dans le vide = 2, m. s -1 Pour chaque longueur d onde un corps noir de température T donne un rayonnement d intensité I

13 Club d'Astronomie Lycée Saint Exupéry Lyon Cas des étoiles Un photon émis au centre de l étoile a beaucoup de mal à en sortir : il est absorbé, réémis, réabsorbé, réémis…..des milliards de fois avant de sortir Le milieu est si opaque, quil se comporte un peu comme une boite fermée Les photons qui séchappent traversent successivement des milieux de plus en plus froids et la distribution de leurs énergies sadapte à la température : il y a localement une sorte d équilibre Le spectre émis par une étoile « ressemble » au spectre du corps noir dont la température est proche de celles des régions superficielles Cest étrange !!! On assimile le rayonnement des étoiles rouges, bleues, ou blanches, au rayonnement du corps noir !

14 Club d'Astronomie Lycée Saint Exupéry Lyon Soleil L énergie totale rayonnée (aire sous la courbe) correspond à celle dun corps noir à K Le rayonnement solaire. max du Soleil (sommet de la courbe) correspond à celle dun corps noir à K

15 Club d'Astronomie Lycée Saint Exupéry Lyon Température superficielle du Soleil P Soleil = 4 r 2.. T 4 r = 6, m Loi de Stefan appliquée au Soleil : Puissance totale P rayonnée par un corps de surface S à la température T = 5,669 P = S.. T 4 avec = 5, W. m -2. K -4 Loi de Stefan : Rappel de la Loi de Stefan : rayon du Soleil : surface du Soleil : S = 4 r 2

16 Club d'Astronomie Lycée Saint Exupéry Lyon Température de la surface du Soleil


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