NOTION La-loi-de-Wien

Le 20-03-2019

Les

sources

de

lumière

colorée

Couleur des corps chauffés et loi de
Wien
La loi de Wien
Définition
Loi de Wien
La loi du rayonnement de Wien caractérise la
dépendance du rayonnement du corps noir à la
longueur d’onde.
• La longueur d’onde à laquelle un corps
noir

émet

le

plus

de

flux

lumineux

est inversement proportionnelle à sa
température.
• La relation liant la longueur d’onde λmax (m),
correspondant au pic d’émission lumineuse
du corps noir, et la température T (exprimée
en kelvin) a pour version simplifiée, dans le
système d’unité international :
– λmax =

2,898.10−3
.
T

Remarque
Plus la température est élevée, plus le maximum
de la courbe se situe à une longueur d’onde faible
: c’est la loi de déplacement de Wien.

Remarque
Le kelvin (K) est l’unité de température absolue
du système international. La relation qui permet
de convertir une température θ exprimée en oC en
une température T en K  est  T = θ + 273, 15.
Remarque
La détermination de λmax ne suffit pas à prévoir
la couleur perçue d’un objet car elle dépend de
l’ensemble des radiations visibles émises.
• Ex.

:

un corps incandescent dont le

maximum d’émission est dans le vert
(comme le Soleil) émet une lumière perçue
comme blanche.
Remarque
Plus un objet est chaud, plus la longueur d’onde
du rayonnement émis le plus intensément est
courte.
Exemple
• La température de surface du Soleil est
5780 K, ce qui correspond à un maximum
d’émission vers 500 nm, au milieu du spectre
visible (du violet au rouge). Cette lumière
nous apparaît comme jaune.
• Les

étoiles

plus

chaudes

émettent

à

des longueurs d’onde plus courtes et
apparaissent bleutées ;

les étoiles plus

froides nous semblent rougeâtres.
Exemple
Pour un objet qui a une température d’environ
300 K ( 28 ^o C), il émet principalement dans
l’infrarouge moyen, aux alentours de λmax

=

10 µm. Cela a de multiples conséquences, par
exemple :
• la plupart des caméras à vision nocturne
fonctionnent sur le principe de la détection
de ce rayonnement thermique ;
• la difficulté pour les astronomes à observer
dans l’infrarouge moyen car le rayonnement
ambiant se mêle au signal provenant de
l’objet étudié.