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Physique du droit de Wien

Physique du droit de Wien
Physique du droit de Wien

Vidéo: 3. loi de Wien et loi de Stephan : Corps Noir- SMP/MIPC/Sciences et technologie 2024, Juin

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Anonim

La loi de Wien, également appelée loi de déplacement de Wien, relation entre la température d'un corps noir (une substance idéale qui émet et absorbe toutes les fréquences de la lumière) et la longueur d'onde à laquelle il émet le plus de lumière. Il est nommé d'après le physicien allemand Wilhelm Wien, qui a reçu le prix Nobel de physique en 1911 pour avoir découvert la loi.

Wien a étudié la longueur d'onde ou la distribution de fréquence du rayonnement du corps noir dans les années 1890. C'était son idée d'utiliser comme une bonne approximation pour le corps noir idéal un four avec un petit trou. Tout rayonnement qui pénètre dans le petit trou est diffusé et réfléchi à partir des parois internes du four si souvent que presque tout le rayonnement entrant est absorbé et la possibilité qu'une partie de celui-ci puisse à nouveau sortir du trou peut être extrêmement réduite. Le rayonnement sortant de ce trou est alors très proche du rayonnement électromagnétique du corps noir d'équilibre correspondant à la température du four. Wien a découvert que l'énergie radiative dW par intervalle de longueur d'onde dλ a un maximum à une certaine longueur d'onde λ m et que le maximum se déplace vers des longueurs d'onde plus courtes lorsque la température T augmente. Il a constaté que le produit λm T est une constante absolue: λ m T = 0,2889 centimètre-degré Kelvin.

La loi de Wien du déplacement du maximum de puissance radiative vers des fréquences plus élevées à mesure que la température augmente, exprime sous une forme quantitative des observations banales. Les objets chauds émettent un rayonnement infrarouge, qui est ressenti par la peau; près de T = 950 K, une lueur rouge terne peut être observée; et la couleur s'éclaircit en orange et jaune lorsque la température augmente. Le filament de tungstène d'une ampoule est T = 2500 K chaud et émet une lumière vive, mais le pic de son spectre à cette température est toujours dans l'infrarouge, selon la loi de Wien. Le pic passe au jaune visible lorsque la température est T = 6 000 K, comme celle de la surface du Soleil.