Déverrouiller les secrets de la loi de déplacement de Wien

Comprendre-la-loi-du-déplacement-de-Wien

La-physique-est-un-domaine-fascinant-qui-révèle-souvent-les-motifs-cachés-dans-la-nature.-La-loi-du-déplacement-de-Wien-est-une-de-ces-découvertes-qui-nous-aide-à-comprendre-la-relation-entre-la-température-d'un-objet-et-la-longueur-d'onde-à-laquelle-il-émet-le-plus-intensément-des-radiations.-Explorons-ce-sujet-avec-des-analogies-et-des-exemples-abordables.

Les-bases-de-la-loi-du-déplacement-de-Wien

En-1893,-Wilhelm-Wien-a-dérivé-une-formule-qui-montre-que-le-rayonnement-thermique-émis-par-un-objet-dépend-de-sa-température.-Ceci-est-succinctement-capturé-dans-la-formule-:

λ_max-=-b-/-T

Où-:

• λ_max-est-la-longueur-d'onde-de-pointe-(en-mètres)
• b-est-la-constante-de-déplacement-de-Wien-(approximativement-2,897-×-10^-3-m·K)
• T-est-la-température-absolue-de-l'objet-(en-kelvin)

Explication-pratique

Pensez-y-de-cette-façon:-Si-vous-chauffez-une-tige-en-métal,-elle-commence-à-briller.-Au-début,-vous-voyez-une-lueur-rouge,-qui,-en-chauffant-davantage,-devient-orange,-jaune,-et-finalement-blanche.-Ce-changement-de-couleur-est-une-manifestation-de-la-loi-du-déplacement-de-Wien.-Lorsque-la-température-augmente,-la-longueur-d'onde-'de-pointe'-de-la-lumière-émise-se-déplace-vers-des-longueurs-d'onde-plus-courtes.

Exemple-:-Le-Soleil

La-température-de-surface-moyenne-du-Soleil-est-d'environ-5-778-K.-En-insérant-cette-valeur-dans-la-loi-du-déplacement-de-Wien-:

λ_max-=-2,897-×-10-3-/-5778-≈-500-nm

Cette-longueur-d'onde-se-situe-au-milieu-du-spectre-visible-et-correspond-à-une-couleur-verdâtre.-C'est-pourquoi,-lorsqu'elle-est-combinée-avec-d'autres-couleurs,-le-Soleil-nous-apparaît-blanc-depuis-la-Terre.

Applications-de-la-loi-du-déplacement-de-Wien

• Astronomie-:-Les-astronomes-utilisent-cette-loi-pour-déterminer-la-température-des-étoiles-en-se-basant-sur-la-couleur-de-la-lumière-qu'elles-émettent.
• Science-du-climat-:-Elle-aide-à-comprendre-le-rayonnement-émis-par-la-Terre-et-son-atmosphère.
• Industriel-:-La-loi-du-déplacement-de-Wien-aide-à-concevoir-des-dispositifs-comme-des-thermomètres-infrarouges-pour-mesurer-la-température-à-distance.

Validation-des-données

La-formule-λ max-=-b-/-T-requiert-que-la-température-soit-un-nombre-positif-supérieur-à-zéro-pour-éviter-une-division-par-zéro-ou-l'obtention-de-valeurs-physiquement-dénuées-de-sens.

FAQs

• Quelle-est-la-constante-de-Wien-?-C'est-une-valeur-fixe-approximativement-égale-à-2,897-×-10^-3-m·K,-utilisée-dans-la-loi-du-déplacement-de-Wien.
• Est-ce-que-cette-loi-peut-s'appliquer-aux-objets-à-température-ambiante-?-Oui,-elle-peut.-Par-exemple,-une-température-de-300-K-donnerait-une-longueur-d'onde-de-pointe-d'environ-9,65-micromètres,-ce-qui-est-dans-la-région-infrarouge-du-spectre.
• La-loi-du-déplacement-de-Wien-fonctionne-t-elle-pour-tous-les-types-de-radiations-?-Elle-s'applique-principalement-au-rayonnement-thermique-émis-par-les-corps-noirs-et-les-objets-qui-approchent-les-corps-noirs.

Résumé

La-loi-du-déplacement-de-Wien-relie-magnifiquement-température-et-longueur-d'onde,-nous-permettant de déduire les propriétés thermiques des objets en fonction de leur rayonnement émis. C'est un principe essentiel en physique avec de larges applications dans de nombreux domaines.

Tags: Physique, thermodynamique