corps noir - astronomie.

corps noir - astronomie. 1 PRÉSENTATION corps noir, entité théorique maintenue à température constante, qui absorbe la totalité des rayonnements qu'elle reçoit. 2 PRINCIPE DU CORPS NOIR Un rayonnement électromagnétique arrivant sur un objet matériel voit une fraction R de son intensité réfléchie, et une fraction A absorbée, avec R + A = 1. Ces nombres sont appelés respectivement réflectance et absorbance. Un corps noir est un objet pour lequel A = 1 (100 p. 100 des rayonnements sont absorbés). À la température du zéro absolu, un tel objet apparaîtrait totalement noir ; dès que la température s'élève, il commence à rayonner d'autant plus énergétiquement que la température est élevée. Un tel objet n'existe pas dans la réalité, de même qu'un objet présentant une réflectance totale (miroir parfait : R = 1). L'intérêt du corps noir réside dans la possibilité de déterminer rigoureusement, en physique quantique, la puissance rayonnée en fonction de la longueur d'onde et de la température du corps. Ainsi, la puissance totale (sur toutes les longueurs d'onde) rayonnée par unité de surface du corps noir est donnée par la loi de Stefan : P = ? T4avec T la température du corps noir et ? la constante de Stefan qui vaut 5,670 × 10-8 W/m2.K4. 3 RÉALISATION D'UN CORPS NOIR En théorie, pour réaliser un corps noir, il suffit de percer un petit trou dans une cavité : le trou ne réfléchit aucun rayonnement. Dans la pratique, les matériaux les plus absorbants sur un spectre étendu que l'on sache réaliser sont des couches à très faible densité de poudre de métaux bons conducteurs : suies ou dépôts colloïdaux d'argent, de platine ou d'or. Cependant ces couches sont fragiles et instables : elles cristallisent à température ambiante. Plus stable, une surface de noir de carbone est capable d'absorber 97 p. 100 des rayons incidents. 4 CORPS NOIR ET THERMOMÉTRIE Un corps réel a une absorbance A telle que A<1. La puissance rayonnée par un corps réel peut se déduire de celle du corps noir par la relation : p = e P, où e est le facteur d'émissivité du matériau, qui est fixe pour un matériau donné, et indépendant de la longueur d'onde et de la température. Cette propriété est à la base de la pyrométrie optique, méthode permettant de mesurer la température des objets à distance en mesurant les rayonnements émis. Le pyromètre donne en fait la température qu'aurait un corps noir qui émettrait de la même manière. Si l'on connaît le matériau dont est constitué l'objet étudié, on peut alors trouver son émissivité dans les tables et en déduire sa température. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.