Le Corps Noir

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Le Corps Noir
Introduction
La couleur d'un objet est influencée par la lumière qui l’éclaire. Il est indispensable de définir précisément 
les sources lumineuses. Max Planck a démontré que le spectre lumineux d’un corps noir ne dépend que 
de sa température.
Définition
Le  corps   noir  est   un   modèle  physique  utilisé   pour   représenter   les   émissions   électromagnétiques 
(infrarouge, lumière) d'un objet en fonction de sa température. En effet, lorsque l'on chauffe un objet au 
delà de plusieurs centaines de degrés Celsius, celui-ci devient rouge, puis blanc, émettant lui-même de la 
lumière (c'est d'ailleurs le principe des ampoules à filament de tungstène). 
Le corps noir est un objet solide qui absorbe toutes l'énergie électromagnétique  qu'il reçoit, sans en 
réfléchir: la lumière étant une onde électromagnétique, elle est absorbée totalement donc l'objet apparaît 
noir, d'où son nom. Il n'est fait aucune hypothèse sur la matière dont est fait l'objet. L'objet qui se 
rapproche le plus de ce modèle est l'intérieur d'un four ; en effet, on observe la surface de l'objet, peu 
importe que celle-ci soit à l'extérieur ou bien soit une cavité intérieure. C'est d'ailleurs un four qui fut 
utilisé par Wien pour déterminer les lois d'émission électromagnétique en fonction de la température.
Car en effet, le corps noir rayonne de l'énergie : puisqu'il absorbe toute l'énergie électromagnétique qu'il 
reçoit, il doit nécessairement en céder, sinon, sa température augmenterait sans cesse. La caractéristique 
principale est que le spectre de l'énergie rayonnée (c'est-à-dire la répartition de la quantité d'énergie en 
fonction de la longueur d'onde) ne dépend que de la température et de rien d'autre.
On voit d'après la loi de Planck que lorsque la température est basse, la plupart du spectre se trouve 
dans les infrarouges, l'objet n'émet pas de lumière visible. Lorsque la température s'élève, la couleur 
commence par devenir  rouge  (le spectre d'émission  "pénètre" dans  la partie   visible par  les  grandes 
longueurs d'onde), puis devient blanc (le spectre s'étale sur tout le spectre visible). C'est pour cela que le 
Soleil émet une lumière blanche (il est à 5 800 K) - il nous paraît jaune car la partie bleue de son spectre 
est diffusée par le ciel.
Température de couleur
Une source de lumière est qualifiée par la température du corps noir produisant un rayonnement 
équivalent.
Eclairage artificiel
Dans le cas des lampes à incandescence, l'équivalence est très facile à trouver, car le spectre d'un 
filament est très proche de celui du corps noir. Pour les sources qui utilisent une décharge électrique 
dans un gaz, comme les tubes fluorescents, le spectre comporte des raies importantes et la corrélation 
avec l'émission du corps noir est presque impossible à trouver. Dans ce cas, on donne une température 
de couleur indicative qui correspond à une sensation équivalente pour l’œil.
Eclairage naturel
La lumière du jour constitue un cas particulier, en effet elle varie énormément en fonction de l'heure et 
des conditions climatiques. La répartition spectrale de la lumière solaire, une fois filtrée par l'atmosphère, 
est très différente du rayonnement du corps noir.
La CIE a normalisé plusieurs illuminants qui ne sont pas des sources de lumière réelles mais des courbes 
de rayonnement spectral, en voici quelques uns : (voir annexe schéma 5). 
• Illuminant A : La lumière du corps noir à 2856 °K. 
• Illuminant C : Lumière du jour moyen avec une température de couleur équivalente à 6774 °K 
environ. 
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