Rayonnement du corps noir
Rayonnement du corps noir :
Définitions :
Dans un milieu non absorbant,on considère un faisceau de radiation émanant d'une source stable. Il transporte à chaque seconde une certaine énergie E. La puissance correspondante P est le flux d'énergie du faisceau. Il s"exprime en watts (W).
Si la source est assez éloignée du point de mesure  pour qu'on puisse la considérer comme ponctuelle, le faisceau envoie sur une petite surface dS vue de la source sous l'angle solide dW l'énergie dP. L'intensité I du faisceau est I = dP/dW. (watt par stéradiant W/sr).
Le quotient du flux reçu par la surface dS par cette surface est l'éclairement E = dP/dS
Dans le cas d'une source étendue, on considère une surface ds dont la normale fait l'angle a avec la direction moyenne du faisceau. L'intensité de l'élément ds dans cette direction peut s'écrire sous la forme dI = L.ds.cos( a ).
L est la luminance totale de l'élément ds. (watts par stéradian et par mètre carré W/m2.sr).
On peut aussi définir la luminance par unité de longueur d'onde Ll qui correspond à l'énergie pour une longueur d'onde donnée.
Par exemple la luminance du Soleil sur la Terre est de l'ordre de 9.106 W/m2.sr
Corps noir :
Par définition un corps noir est un objet qui absorbe intégralement les radiations reçues. Une cavité fermée percée d'une très petite ouverture constitue une réalisation pratique d'un corps noir. Les radiations qui entrent dans la cavité se réfléchissent sur les parois et s'aborbent plus ou moins à chaque réflexion. L'énergie qui peut ressortir est négligeable.
Un corps noir en équilibre thermique émet d'énergie autant qu'il en reçoit.
Un four fermé et isolé thermiquement  constitue un corps noir en équilibre.
Rayonnement du corps noir :
Par des considérations purement thermodynamique, BOLTZMANN a montré que les luminances totale et par unité de longueur d'onde était proportionnelles à la puissance quatrième de la température absolue. Pour aller plus loin, il faut faire des hypothèses sur la nature des intéractions entre atomes et rayonnement. L'hypothèse d'échanges continus d'énergie entre les ondes et les atomes conduit à la "catastrophe ultraviolette" : L diverge pour les très faibles valeurs de la longueur d'onde.
PLANCK à proposé en 1900 l'hypothèse des quanta (discrétisation des énergies) pour rendre compte des résultats expérimentaux du corps noir. 

 Avec cette hypothèse, on montre (voir votre cours de thermodynamique préféré) que :
Constante de Planck h = 6,624.10-34 J/s;  Constante de Boltzmann k = 1,3804.10-23 J/°
 

Utilisation :
Avec le curseur vert, modifier la température du corps noir. Le programme trace la courbe L = f ( l ) qui correspond à cette température.
Les barres verticales bleue et rouge indiquent la position du spectre visible. Le trait jaune correspond à la longueur d'onde pour laquelle la valeur de L est maximum.
Le programme affiche la valeur de cette longueur d'onde ainsi que la valeur du maximum de L.
Attention, le programme effectue une mise à l'échelle automatique de la courbe. Ceci ne doit pas masquer la large dynamique du phénomène.
Vérifiez la loi de déplacement de Wien : la valeur de la longueur d'onde qui correspond au maximum se déplace en raison inverse de la température absolue.

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