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couleur d'un corps fortement chauffé [31015]

michel

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Posté le : 02/12/2006, 14:37 (Lu 5816 fois)
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pourquoi peut-on dire que la couleur ne semble pas dépendre du corps considéré lorsqu'il y a une forte augmentation de chaleur?
MERCI

Re: couleur d'un corps fortement chauffé [31025]

maurice
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Posté le : 02/12/2006, 20:21 (Lu 5788 fois)
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C'est un résultat expérimental


Professeur de chimie de niveau préuniversitaire

Emission du corps noir [31082]

Geoffrey

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Posté le : 03/12/2006, 16:51 (Lu 5755 fois)
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Salut Michel
Je pense que la réponse à ta question résulte de la theorie du corps noir, pour ce que j'en sais chaque corps idéalement représenté emet en fonction de sa temperature une bande de rayonnement electromagnétique.
C'est par cet effet que les capteurs infra-rouge des systemesd'alarmes peuvent te detecter, car ton corps etant a 37°C il emet principalement dans la gamme des infra-rouges.
Il est aussi responsable du fait qu'une barre metallique chauffée à 1000°C soit rougeoyante, ou que le filament d'une ampoule soumise a l'effet joule soit incandescent...
Or le flux energetique emis par un corps noir dépend de sa temperature et suit la loi de Stefan-Boltzmann:

ou phi est le flux energetique en W/m^2
La distribution de ce flux pour une longueur d'onde donnée est donnée par la loi de Planck dont voici une représentation graphique:


Pour répondre a ta question tous les corps peuvent etre plus ou moins considérés comme des corps noirs et emettent effectivement les radiations suivant les 2 lois precedentes.
Le flux energetique emis par le rayonnement du corps noir est proportionel à T^4 via la constante Sigma.
Cette constante ne depend pas du corps considéré, alors on peut dire que la couleur emise par le corps noir a suposer que le spectre visible soit inclus dans la bande rayonnée, ne dependra pas elle aussi du corps considéré.
En fait cette constante s'exprime par

ou k est la constante de constante de Boltzmann qui est une constante physique fondamentale.
Sigma vaut alors:


Or si nous voyons un objet coloré c'est grossièrement parce qu'il absorbe toutes les couleurs du rayonnement lumineux polychromatique qu'il reçoit ( la lumière blanche) sauf une celle qu'il renvoit vers ton oeil et avec laquelle tu voies l'objet qui te parait ainsi de cette couleur.
Ce type d'emission lumineuse de type source secondaire se fait avec une puissance lumineuse de l'ordre de grandeur de la puissance lumineuse reçue par l'objet et sera constante si la puissance de la source primaire qui eclaire l'objet est constante.
Or nous avons vu que le flux lumineux du corps noir est lui dependant de T^4
Il semble inévitable lorsque la temperature augmente, que la puissance lumineuse issue du rayonnement de type corps noir deviennent supérieure et même majoritaire devant la puissance de la lumière "reflétée" par ton objet.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Corps_noir
http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Stefan-Boltzmann
http://fr.wikipedia.org/wiki/Constante_de_Stefan-Boltzmann
http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Planck


Re: couleur d'un corps fortement chauffé [31092]

darrigan
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2872 messages postés


Posté le : 03/12/2006, 18:32 (Lu 5745 fois)
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Pour illustrer la belle réponse de Geoffrey, tu peux voir l'expérience des étincelles sur le site de chimie :
http://www.univ-pau.fr/~darrigan/chimie/exp08.html


Re: couleur d'un corps fortement chauffé

maurice
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Posté le : 03/12/2006, 18:44 (Lu 5742 fois)
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Le commentaire de Geoffrey est correct, intéressant, profond et pour tout dire : magistral.. Bravo !
Mais il ne répond pas à la question posée, à savoir : Pourquoi la couleur du corps chaud ne dépend pas de sa nature, ou de sa composition chimique ?
C'est pour cela que je maintiens ma réponse, si courte soit-elle : c'est un fait expérimental.


Professeur de chimie de niveau préuniversitaire

Re: couleur d'un corps fortement chauffé [31126]

darrigan
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Posté le : 03/12/2006, 23:36 (Lu 5728 fois)
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En effet maurice, c'est quelque chose de troublant : comment expliquer qu'à 1000°C, par exemple, un charbon de bois, une barre de fer, une barre de cuivre ou un nuage de gaz émettent le même spectre continu... J'ai beau connaître la théorie du corps noir, ce fait expérimental reste assez inexplicable.

Il faudrait (re)voir ce qu'a écrit Richard Feynman sur ça, dans ses cours de physique... peut-être l'explique-t-il, lui qui est un bon pédagogue.

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