Tout corps porté à un certaine température rayonne de l'énergie.
Le domaine spectral de cette émission ne dépend que de la température de ce corps.
Le but du TP est de tracer la courbe donnant, pour une température définie, l’exitance spectrale, proportionnelle à l'énergie lumineuse, en fonction de la longueur d'onde l ? .
On utilisera pour cela le tableur grapheur Excel.
On pourra tracer un réseau de courbes pour diverses températures afin de les comparer.
Lancer le logiciel Excel.
Définir les constantes h, c, et k dans des cellules en haut du tableau.
On prendra pour longueur d'onde des valeurs comprises entre 0,1m m et 20m m que l'on fera varier par pas de 0,1m m.
Penser à utiliser une méthode vous permettant de créer une colonne de valeurs rapidement avec la fonction Recopier vers le bas par exemple.
Pour une première température de 260K , créer une colonne où l'on fera calculer
l'expression suivante
Penser à utiliser les coordonnées relatives et absolues.
La température devra être placée en début de colonne afin de pouvoir la faire varier à souhait.
Reprendre ce travail avec cinq autres valeurs de température en augmentant régulièrement de 25K.
Soigner la présentation du tableau de valeurs.
Faire tracer par le logiciel le réseau de courbes en portant la longueur d'onde en abscisse et les luminances en ordonnées.
Soigner la présentation du graphe.
Pour une température de 310K quelle est la longueur d'onde correspondant au maximum de la luminance? A quel domaine spectral cette onde appartient-elle? Conclure.
Comment évolue le maximum de la luminance lorsque la température augmente?
Modifier une des valeurs de température en prenant 500K, puis 1000K.
Que constate-t-on sur le réseau de courbes? Conclure.
Comment évolue la longueur d'onde correspondant au maximum de l’exitance spectrale lorsque la température augmente?
Prendre une température de l'ordre de 6000K, visualiser le graphe. En déduire le domaine spectral des ondes essentiellement émises par notre soleil.
Données : h = 6,62.10-34J.s c = 3.108m.s-1 k = 1,38.10-23J.K-1
Remarques : Ce travail peut être prolongé par le calcul de l'aire de la courbe pour une température donnée ( en sommant sur toutes les valeurs d'une colonne et en multipliant par l'intervalle de longueur d'onde ) afin de retrouver la loi de Stefan donnant l'exitance en fonction de la température T d'un corps noir M = s T4
avec la constante de Stefan s = 5,67.10-8W.m-2.K-4
