Rayonnement solaire et émission de corps noirs

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Description

Cette séance de cours couvre la résolution de l'exercice 3 lié au rayonnement solaire et à l'émission du corps noir. Il traite de l'intensité du rayonnement solaire au niveau du sol, de la température du sol, de l'intensité d'émission par le sol, de l'ajout d'une vitre entre le sol et l'observateur, et du calcul des températures en utilisant la loi de Stefan-Boltzmann.

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Séances de cours associées (35)

Concepts associés (19)

Loi de Stefan-Boltzmann

vignette|Graphe de la puissance émise par unité de surface par un corps noir en fonction de sa température thermodynamique . En bleu, l'approximation selon la loi de Wien, La loi de Stefan ou de Stefan-Boltzmann (du nom des physiciens Jožef Stefan et Ludwig Boltzmann) définit la relation entre le rayonnement thermique et la température d'un objet considéré comme un corps noir.

Rayonnement du corps noir

vignette|303px|Au fur et à mesure que la température diminue, le sommet de la courbe de rayonnement du corps noir se déplace à des intensités plus faibles et des longueurs d'onde plus grandes. Le diagramme de rayonnement du corps noir est comparé avec le modèle classique de Rayleigh et Jeans. vignette|303px|La couleur (chromaticité) du rayonnement du corps noir dépend de la température du corps noir. Le lieu géométrique de telles couleurs, représenté ici en espace x,y CIE XYZ, est connu sous le nom de lieu géométrique de Planck.

Corps noir

En physique, un corps noir est un objet idéal qui absorbe parfaitement toute l'énergie électromagnétique (toute la lumière quelle que soit sa longueur d'onde) qu'il reçoit. Cette absorption se traduit par une agitation thermique qui provoque l'émission d'un rayonnement thermique, dit rayonnement du corps noir. La loi de Planck décrit le spectre de ce rayonnement, qui dépend uniquement de la température de l'objet.

Irradiation solaire

vignette|Carte mondiale de l'irradiation solaire globale (annuelle et journalière moyenne). vignette|Carte de l'irradiation solaire en Europe. L'irradiation solaire est une grandeur radiométrique qui mesure la quantité d'énergie solaire reçue par unité de surface. Elle peut être exprimée en kilowattheures par mètre carré (kWh/m2) ou en joules par mètre carré (J/m2) dans le Système international d'unités.

Température

La température est une grandeur physique mesurée à l’aide d’un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du transfert thermique entre le corps humain et son environnement. En physique, elle se définit de plusieurs manières : comme fonction croissante du degré d’agitation thermique des particules (en théorie cinétique des gaz), par l’équilibre des transferts thermiques entre plusieurs systèmes ou à partir de l’entropie (en thermodynamique et en physique statistique).