L'un des résultats expérimentaux qui a le plus attiré l'attention des scientifiques à la fin du XIXe siècle a été l'étude de la lumière émise par les corps lorsqu'ils sont très chauds, comme le "fer chaud" ou encore un charbon en braise. Les forgerons de l'époque savaient déjà que lorsque le fer rougissait, sa température avoisinait les 1 000 K, ce qui le rendait plus facile à travailler.
Afin d'étudier la lumière émise par les corps chauds, un modèle a été proposé dans lequel l'idée était d'effectuer des calculs uniquement sur le rayonnement produit par l'agitation thermique du corps. Un tel corps devrait absorber tout le rayonnement qui l'atteignait, sans pouvoir le réfléchir. Ainsi, le corps devrait être entièrement noir, d'où le nom du modèle: rayonnement du corps noir.
En regardant vers le passé, en tenant compte de ce que nous savons aujourd'hui, nous pouvons affirmer que l'étude du rayonnement du corps noir marque l'émergence de Mécanique quantique.
Premièrement, nous devons vraiment comprendre ce qu'est le rayonnement du corps noir. Lorsque nous chauffons un corps, il commence à émettre un rayonnement électromagnétique. Ainsi, on peut dire que le spectre de ce rayonnement dépend de la température corporelle. Par exemple, le four d'une sidérurgie ou le soleil produit un rayonnement par agitation thermique. Si nous regardons les charbons ardents, nous verrons en fait le rayonnement du corps noir d'un corps à très haute température.
lampe à incandescence
Un exemple de rayonnement de corps noir que nous avons dans la vie quotidienne est la lampe à incandescence. Lorsqu'un courant électrique traverse le filament de la lampe, il s'échauffe par effet Joule et se comporte pratiquement comme un corps noir. Lorsque la température approche les 2000 K, une partie de l'énergie est émise sous forme de lumière visible, qui est utilisée pour l'éclairage. Cependant, une bonne partie de l'énergie thermique est émise dans le spectre infrarouge et n'est pas utilisée dans l'éclairage.
Afin d'augmenter l'efficacité d'éclairage d'une lampe électrique, il est nécessaire d'augmenter la température du filament. Pour qu'il produise une lumière similaire à la lumière du soleil, le filament doit fonctionner à une température similaire à la surface du Soleil, qui est d'environ 5 700 K. Le tungstène utilisé pour fabriquer les filaments des lampes a une température de fusion de 3137 K.
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Par Domitiano Marques
Diplômé en Physique
Équipe scolaire du Brésil
Physique moderne - La physique - École du Brésil
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SILVA, Domitiano Correa Marques da. « Rayonnement du corps noir »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/radiacao-corpo-negro.htm. Consulté le 27 juin 2021.
