La lumière est une onde électromagnétique, elle peut se propager dans le vide et dans tout milieu transparent.
Sa vitesse dépend du milieu où elle se propage, dans le vide elle est de 3,00 x 10 8 m.s– 1 soit 300 000 km.s-1, c’est la vitesse la plus élevée pouvant être atteinte.
Quand elle ne change pas de milieu la lumière se propage en ligne droite.
L’œil humain perçoit le domaine visible situé entre 400 et 800 nm.
La température est une mesure de l'énergie cinétique moyenne des atomes ou des molécules d’un système, c’est l’agitation thermique.
La température est une grandeur propre à un objet.
La chaleur est de l'énergie thermique, transmise d'une source chaude à une source froide.
La chaleur est un transfert d'énergie thermique.
Le rayonnement thermique est la lumière émise par un objet dû à son agitation thermique.
Cette énergie est appelé émittance lorsqu’on se place du point de la source de lumière ou éclairement du point de vue du récepteur, elle se mesure en watt par mètre carré (W.m – 2 )
Un corps noir est un objet qui absorbe toute lumière et la revoie sous forme énergie thermique, par exemple les étoiles.
La loi de Stefan-Boltzmann établit la relation entre l’émittance d’un corps noir et sa température.
M = σ T⁴
Où :
σ est la constante de Stefan σ = 5,670 x 10 – 8 W.m – 2 . K – 4
M est l’émittance du corps noir W.m – 2
T la température en degré Celsius T = θ (°C) + 273
Caméra infra rouge
La camera infrarouge capte les rayonnements émis par une source thermique et convertit en signaux électriques pour les afficher sur un écran.
L’image ainsi obtenue s’appelle « Thermogramme ».
Ces caméras infra rouge sont utilisées pour la vision nocturne, les secours, la météorologie, ...
Selon cette loi la longueur d’onde maximale émisse par un corps noir multipliée par sa température est égale à une constante.
λ max T = 2,898 x 10 – 3 K.m
Exemple :
L'analyse du spectre d'émission thermique d'une étoile a permis de déterminer
que le maximum de lumière correspondait à une longueur d'onde λ m = 645 nm.
Déterminer la température de cette étoile en kelvin.