Important! Il est généralement considéré qu'un objet noir absorbe toute la lumière visible qu'il reçoit alors qu'un objet blanc se comporte de façon opposée: il réfléchit toute la lumière visible plutôt que de l'absorber.
On y reconnaît deux spectres de corps noirs avec en plus des raies d'absorption et d'émission. Le pic est indiqué par un trait rouge. En haut, le pic n'est pas clairement visible (attention à ne pas le confondre avec la raie d'absorption), la température est de plus de 10 000 K.
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.
Le corps noir est un objet physique idéal qui absorbe tout le rayonnement électromagnétique qu'il reçoit (sa réflectivité est donc nulle à toutes les longueurs d'onde).
Les objets réels ne sont pas exactement des corps noirs. Même si l'émission de certains se rapproche de celle d'un corps noir à la bonne température. Par exemple, le Soleil. Le corps humain n'est pas du tout un corps noir.
Le noir absorbe les rayons infrarouges du soleil et stocke la chaleur. Le noir absorbe même 90% de l'énergie. Donc le t-shirt noir risque effectivement de se transformer en véritable plaque de cuisson quand il est exposé au soleil. Évidemment l'énergie du soleil se transforme en chaleur.
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.
Les différents détecteurs, qui ont pour fonction de capter la lumière visible, apparaissent noirs : ils ne réfléchissent guère la lumière ! 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.
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.
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.
Pour Gerard 't Hooft, Léonard Susskind et d'autres physiciens comme John Preskill, cela ne peut vouloir dire qu'une seule chose : le rayonnement des trous noirs n'est pas exactement celui d'un corps noir et les lois de la mécanique quantique ne doivent pas être modifiées.
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.
La Commission internationale de l'éclairage définit la vision de l'observateur de référence jusqu'à une valeur 50 000 fois plus faible que le maximum, pour une longueur d'onde dans le vide de 380 à 780 nm .
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.
Un corps chaud (solide, liquide ou gaz sous haute pression) émet une lumière dont le spectre est continu. Un morceau de charbon, des braises, un filament d'une lampe à incandescence, la lave en fusion, une barre de fer sont des corps qui, une fois chauds, émettent une lumière dont le spectre est continu.
Toute matière, dont la température est supérieure au zéro absolu (-273,15 degrés celsius), émet des ondes électromagnétiques qui forment le rayonnement thermique. À elle seule, la température fixe la puissance rayonnée par un corps, proportionnelle à la puissance quatrième de la température absolue.
L'énergie d'un photon de lumière visible est de l'ordre de 2 eV , ce qui est extrêmement faible : un photon seul est invisible pour l'œil d'un animal et les sources de rayonnement habituelles (antennes, lampes, laser, etc.)
E = h ν = h c/λ
D'où la correspondance 1 eV = 1,6 10-19 Coulomb * 1 Volt = 1,6 10-19 J.
Le quantum d'énergie est une interaction entre la lumière et la matière. C'est un échange entre un photon et un atome.
Re : Longueur d'onde du noir
Vu notre système de vision, le noir c'est l'absence de lumière (donc pas de longueur d'onde) ou l'absence de lumière visible (longueurs d'onde inférieures à 350nm et longueurs d'onde supérieures à 800nm).
La lave d'un volcan est composée de roches en fusion, c'est-à-dire de roches portées à une température telle qu'elle a fondu (700 à 1 200°C), formant ce qu'on appelle du magma, rouge comme la braise.
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.
Si le corps noir est petit, assez pour que sa taille soit comparable à la longueur d'onde de la lumière, l'absorption est modifiée, car un petit objet n'est pas un absorbeur efficace de la lumière avec une longueur d'onde de taille similaire.
Si un objet éclairé par la lumière blanche du soleil nous semble rouge, c'est parce qu'il absorbe les couleurs vertes et bleues, et renvoie le rouge. Mais ce même objet rouge, éclairé par une lumière verte nous semble noir, car la seule couleur qu'il reçoit est verte, et il absorbe cette couleur.
Notre corps lui-même émet un rayonnement infrarouge (voire quelques ondes radio) parce qu'il est chaud.