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Concept
Loi du rayonnement de Kirchhoff
Résumé
La loi du rayonnement de Kirchhoff relie l'absorption et l'émission d'un radiateur réel en équilibre thermique. Elle exprime qu'émission et absorption sont liées.
Le physicien allemand Gustav Robert Kirchhoff formula cette loi en 1859 au cours de ses recherches sur la spectroscopie. Elle fut la première pierre de l'étude du rayonnement bien avant la théorie des quanta de Max Planck.
La luminance monochromatique (unité : ) d'un corps de température est le flux rayonné par unité de surface par ce corps à la fréquence dans la direction d'angle polaire et d'azimut , par unité de fréquence et par unité d'angle solide. La luminance d'un corps noir est indépendante de la direction et elle est exprimée par la loi de Planck.
La luminance incidente monochromatique (unité : ) est le flux reçu par une surface unité dans la direction d'angle polaire et d'azimut , par unité de fréquence et par unité d'angle solide. L'éclairement est égal à la luminance du rayonnement ambiant. En particulier, si le corps est soumis au rayonnement à l'intérieur d'une cavité à rayonnement isotrope en équilibre thermique, la luminance et l'éclairement de ce corps sont déterminés par la loi de Planck.
Labsorptivité monochromatique directionnelle (sans dimension) est la fraction de flux d'éclairement incident de fréquence absorbée dans la direction par un récepteur thermique de température .
Lémissivité monochromatique directionnelle (sans dimension) est le rapport entre la luminance monochromatique d'un radiateur de température à la fréquence dans la direction et celle d'un corps noir rayonnant à même température :
Soit un corps soumis au rayonnement d'une cavité rayonnante en équilibre thermique à la température . Selon son coefficient d'absorptivité, le corps absorbera une partie du rayonnement incident. Afin de conserver l'équilibre, il doit cependant restituer dans la même direction et à la même fréquence l'énergie reçue, afin de remplacer l'énergie empruntée à la cavité.
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