température du soleil

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Température du Soleil. Corps solides incandescents. La surface émettrice d’un corps solide très chaud. peut être comparée à une infinité de petits oscillateurs, sources en vibration donnant chacune une radiation. de longueur d’onde l. L’ensemble des radiations forme un. spectre continu. - PowerPoint PPT Presentation

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  • Temprature du Soleil

    Club d'Astronomie Lyce Saint Exupry Lyon

  • Corps solides incandescentsLa surface mettrice dun corps solide trs chaudpeut tre compare une infinit de petits oscillateurs, sources en vibration donnant chacune une radiation de longueur donde lLensemble des radiations forme un

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  • Corps solides incandescentsLa rpartition de lnergie dans ce spectre dpend de la temprature de la sourceGnralement, on ne peut lier par des lois simples, les proprits du rayonnement dun solide sa tempraturele corps noirLes physiciens ont t amen envisager un corps idal appel

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  • Les mystres du corps noir

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  • Un corps noir est une enceinte ferme contenant des particules et des photonsen quilibre thermiqueUn rayonnement existe en son sein,mais cest un milieu compltement absorbant le rayonnement reste lintrieur du corps

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  • En pratique, les lois du rayonnement restent approximativement valablestant que les pertes dnergie sont ngligeables devant lnergie emmagasine dans le corps Mais comment peut-on lobserver ???On fait un tout petit trou dans sa paroi et on regarde lintrieur

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  • Les trois lois du rayonnement

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  • La puissance totale P rayonne par un corps noir de surface S, est proportionnelle la quatrime puissance de sa temprature absolue TP = S . . T4 avec = 5,669 . 10-8 W . m-2 . K-4Loi de Stefan (1879)

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  • La longueur donde max qui correspond au maximum de rayonnement mis par un corps noir, est inversement proportionnelle sa temprature absolue Tmax.. T = 2,888 . 10-3 m.K-1 Loi de Wien (1893)Ce maximum dintensit pour une longueur donde donneconfre au corps sa couleur dominante

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  • Loi de Planck (1900)ou loi du corps noirLa distribution spectrale de la lumire mise par un corps noirne dpend que de sa temprature.

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  • h : constante de Plank = 6,626 . 10-34 J . sk : constante de Boltzmann = 1,380 . 10-23 J . K-1c : vitesse de la lumire dans le vide = 2,998 . 108 m . s-1Pour chaque longueur donde lun corps noir de temprature Tdonne un rayonnement dintensit Il

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  • Cas des toilesUn photon mis au centre de ltoile a beaucoup de mal en sortir :il est absorb, rmis, rabsorb, rmis..des milliards de fois avant de sortir Le milieu est si opaque, quil se comporte un peu comme une boite ferme Les photons qui schappent traversent successivement des milieux de plus en plus froids et la distribution de leurs nergies sadapte la temprature : il y a localement une sorte dquilibreLe spectre mis par une toile ressemble au spectre du corps noirdont la temprature est proche de celles des rgions superficiellesOn assimile le rayonnement des toiles rouges, bleues, ou blanches, au rayonnement du corps noir !

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  • Le rayonnement solaire.

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  • Temprature superficielle du SoleilP Soleil = 4 r2 . . T4r = 6,960 . 108 mLoi de Stefan applique au Soleil :Rappel de la Loi de Stefan :rayon du Soleil :surface du Soleil :S = 4 r2

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  • Temprature de la surface du Soleil

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    Sources :Initiation lastronomie (Agns Acker)pages 6 et 7Mthodes de lastrophysique pages 60 69Astronomie Flammarion (Pecker)pages 208 et 209 - 166 et 167

    Sources :Initiation lastronomie (Agns Acker)pages 6 et 7Mthodes de lastrophysique pages 60 69Astronomie Flammarion (Pecker)pages 208 et 209 - 166 et 167

    Source : ASTONOMIE FLAMMARION (Pecker) - page 208Les particules sont composes de molcules, datomes, dions, dlectrons libres.La distribution des particules de diverses espces, de diffrents niveau dnergie, de diverses nergie est seulement fonction de la valeur de T.Lnergie du rayonnement rsulte des nergies de dissociation des particules.

    Sources : Mthodes de lastrophysique page 9Des charges lectriques en mouvement crent un champ lectromagntique

    Mthodes de lastrophysique page 79Les interactions entre les atomes ou les ions et les lectrons libres rendent possible une suite continue de variation dnergie. En effet, un atome est capable dabsorber nimporte quel photon dnergie suprieur lnergie ncessaire son ionisation. Dans ce cas, une partie de lnergie du photon absorb permet lionisation de latome ; le complment dnergie est transfr llectron libre sous forme dnergie cintique.Inversement, un atome ionis peut recapter un lectron libre. La diffrence entre lnergie du noyau de latome, augmente de lnergie cintique de llectron libre et celle de latome form, peut tre mise sous forme dun photon. La longueur donde de la lumire mise ainsi varie de faon continue.

    Source : ASTONOMIE FLAMMARION (Pecker) - page 208Les particules sont composes de molcules, datomes, dions, dlectrons libres.La distribution des particules de diverses espces, de diffrents niveau dnergie, de diverses nergie est seulement fonction de la valeur de T.Lnergie du rayonnement rsulte des nergies de dissociation des particules.

    Sources : Mthodes de lastrophysique page 9Des charges lectriques en mouvement crent un champ lectromagntique

    Mthodes de lastrophysique page 79Les interactions entre les atomes ou les ions et les lectrons libres rendent possible une suite continue de variation dnergie. En effet, un atome est capable dabsorber nimporte quel photon dnergie suprieur lnergie ncessaire son ionisation. Dans ce cas, une partie de lnergie du photon absorb permet lionisation de latome ; le complment dnergie est transfr llectron libre sous forme dnergie cintique.Inversement, un atome ionis peut recapter un lectron libre. La diffrence entre lnergie du noyau de latome, augmente de lnergie cintique de llectron libre et celle de latome form, peut tre mise sous forme dun photon. La longueur donde de la lumire mise ainsi varie de faon continue.

    Source : Mthodes de lastrophysique page 61I(l) = luminance spectrale

    Source: Initiation lastronomie (Agns Acker)page 7Quand la temprature crot :- lnergie totale rayonne, reprsente par laire sous la courbe, crot (loi de Stfan)- le sommet de la courbe est dplac vers les petites longueurs donde(loi de Wien)- la forme de la courbe est calcule par la formule de Plank.

    Source : ASTRONOMIE FLAMMARION (Pecker) - page 208Les lois du corps noir ont t empiriquement souponnes ds de milieu du XIXme sicle, mais Planck dmontra la formule lorsquil comprit que les changes dnergie devaient correspondre des transitions discrtes

    Source : Mthodes de lastrophysique page 61I(l) = luminance spectrale

    Source: Initiation lastronomie (Agns Acker)page 7Quand la temprature crot :- lnergie totale rayonne, reprsente par laire sous la courbe, crot (loi de Stfan)- le sommet de la courbe est dplac vers les petites longueurs donde(loi de Wien)- la forme de la courbe est calcule par la formule de Plank.

    Source : ASTRONOMIE FLAMMARION (Pecker) - page 208Les lois du corps noir ont t empiriquement souponnes ds de milieu du XIXme sicle, mais Planck dmontra la formule lorsquil comprit que les changes dnergie devaient correspondre des transitions discrtes

    Source : ASTONOMIE FLAMMARION (Pecker) - pages 209 et 208La sortie dun rayonnement issu du centre du Soleil peut durer des millions dannes.Dessin du spectre du Soleil, fichier Couleur dans : C:\club\Spectro-solaire 2001\Cours