Lors d'une éruption volcanique, la décompression des chambres magmatiques entraîne la remontée du magma à la surface : c'est la lave. Dans la grande majorité des cas, celle-ci arbore une gamme restreinte de couleurs allant du jaune à l'orange en passant par le rouge, selon sa température.
La loi de Wien permet de traduire cette observation. Cette loi s'écrit sous la forme : λmax=Tk, où T est la température en kelvin et k vaut 2,898 ×10 -3 m·K. En haut, les spectres d'émission d'objets incandescents ; en bas, le spectre d'émission du Soleil.
En physique, un corps noir désigne 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.
Qu'est-ce que le rayonnement thermique ? Le rayonnement thermique se manifeste lorsqu'un matériau accumule de l'énergie, puis la rejette sous forme de radiations infrarouges. Plus un matériau accumulera de la chaleur, plus il rayonnera.
Cas de la Terre
La Terre est, de même, modélisée comme un corps noir. La température moyenne à sa surface est d'environ 288 K. En appliquant la formule de Wien, on calcule alors que la radiation lumineuse privilégiée émise est d'environ 10 μm , c'est à dire un rayonnement infrarouge.
Un rayonnement infrarouge ou des ondes radio trop puissants produisent un excès de chaleur dans le corps, qui ne peut pas s'évacuer. Notre corps est alors mis sous pression, ce qui doit être évité. Notre corps lui-même émet un rayonnement infrarouge (voire quelques ondes radio) parce qu'il est chaud.
Se dit d'un objet parfait absorbant l'énergie électromagnétique. À la différence d'un objet noir, l'objet gris aurait un taux de réflexion plus élevé, dépendant de la température.
Le noir pour la chaleur, c'est non
C'est un fait avéré : plus la couleur est sombre, plus elle absorbe la lumière et crée donc ainsi de la chaleur. Dans le détail, un objet (ou un vêtement) de couleur noire absorberait 90% de la chaleur.
Lorsque deux objets ont des températures différentes, la chaleur est transférée. L'objet le plus froid devient plus chaud jusqu'à ce que les deux objets aient la même température. L'énergie thermique circule toujours de l'objet le plus chaud vers l'objet le plus froid.
a) Par conduction : La chaleur se propage de proche en proche à travers la matière sans qu'il n'y ait transfert de cette dernière. La conduction se produit donc dans les solides, elle correspond à la propagation de l'énergie cinétique d'agitation thermique que possèdent les particules constituant la matière.
La loi de Wien décrit la relation entre la longueur d'onde du maximum d'émission (λ max) et la température du corps noir. Elle stipule que la longueur d'onde du maximum d'émission est inversement proportionnelle à sa température.
c = c0/n, avec c0 = 299 792 458 m s−1 la vitesse de la lumière dans le vide et n l'indice de réfraction du milieu, est la vitesse de propagation du rayonnement du corps noir dans le milieu ; k = 1,380 649 × 10−23 J K−1 est la constante de Boltzmann ; T est la température de la surface du corps noir, en K.
Une possibilité de réaliser simplement un corps noir est d'aménager une petite ouverture dans une cavité fermée (Figure 3). Tout rayonnement pénétrant dans la cavité subit une multitude de réflexions et demeure piégée.
Les longueurs d'onde visibles s'étendent de 0,4 à 0,7 µm. La couleur qui possède la plus grande longueur d'onde est le rouge, alors que le violet a la plus courte. Les longueurs d'onde du spectre visible que nous percevons comme des couleurs communes sont énumérées ci-dessous.
Cette réaction nucléaire libère une grande quantité d'énergie, et soumet le nouveau corps à une forte pression interne, ce qui le stabilise. La température va à nouveau augmenter et l'étoile va alors se mettre à briller.
Par lecture graphique la longueur d'onde du maximum d'émission du Soleil est située à environ λmax = 500 nm. Cette longueur d'onde correspond à une radiation bleue (à la limite du vert).
Tout le monde sait que l'eau gèle à 0 °C et bout à 100 °C… pas si sûr !
Oui, l'air chaud est moins dense que l'air froid. Il a donc tendance à s'élever. Mais en altitude la pression de l'air diminue. Cet air va donc se détendre.
Le but de la thermodynamique est de caractériser la transformation de l'état d'un système entre un temps initial et un temps final, correspondant à deux états d'équilibre.
Selon une étude américaine parue dans le magazine Nature Communications, certaines teintes ont le pouvoir d'éloigner les moustiques. Ainsi, il faudrait porter des vêtements de couleur bleu clair ou pastel, vert clair, mauve ou encore blanc, pour éviter les piqûres de moustiques.
Selon les chercheurs, ces insectes seraient attirés par le rouge, l'orange et le noir. Ceux qui se sentent particulièrement en proie à leurs redoutables piqûres devront donc opter pour des tenues teintées de vert, de bleu clair, de violet ou encore de blanc.
Les gothique habillent en noir car cette couleur représente la vanité de la vie. Elle permet de voir la mort telle qu'elle est. Les Goths optent pour la couleur noire, car elle rappelle la tristesse, la mélancolie et la nuit. C'est cette teinte qui dévoile au mieux leur état d'esprit.
Une étoile, le Soleil par exemple, est présenté comme un corps noir. A basse résolution spectrale, le spectre du soleil se superpose à celui d'un corps noir de température 5777 K.
Les astronomes estiment que les trous noirs supermassifs jouent un rôle fondamental dans la régulation de la formation des étoiles. Et ils en apportent aujourd'hui la preuve avec un amas de galaxies qui forment des étoiles de manière frénétique.
On assimile le Soleil à un corps noir à la température T = 6 000 K (on note que l'on peut trouver dans certains ouvrages TS = 5 500K). Calcul de la puissance émise par un mètre carré de la surface du soleil. Le Soleil est un corps noir, donc son flux d'émission (Fémi) obéit à la loi de Stefan.