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Le rayonnement noir commenté par De Broglie
TESTS N°1 et 2 - février 2010 -
Exercices n°s 1, 2, 3, 4 / et 5
2
π
10.
Vers 1900, dans les laboratoires de physique, le problème du “rayonnement noir” était
à l’ordre du jour. On désigne sous cette appellation, d’ailleurs assez incorrecte, l’étude du
rayonnement émis par un corps noir (c’est-à-dire un corps entièrement absorbant pour toutes les
longueurs d’onde) maintenu à une température donnée. Dans la nature, il n’y a pas de corps
parfaitement noirs, bien qu’il y ait des corps très approximativement noirs dans un domaine étendu
de longueurs d’onde; mais on démontre que dans une enceinte fermée maintenue à la température
absolue T, un “four” à température T, il s’établit d’une façon permanente un rayonnement identique
à celui qu’émettrait un corps parfaitement noir de température T et ceci donne un sens expérimental
précis à la notion de rayonnement noir et en permet l’étude quantitative. Quand les théoriciens se
sont occupés du problème du rayonnement noir, ils ont établi par des raisonnements très sûrs de
thermodynamique un certain nombre de lois que l’expérience a tout de suite très bien vérifiées.
Je ne veux en rappeler que deux. La première est la suivante : la densité d’énergie du rayonnement
noir correspondant à la température T, c’est-à-dire l’énergie totale que ce rayonnement
contient par unité de volume, croît proportionnellement à la quatrième puissance de la température,
donc très rapidement avec T : c’est la loi de Stefan-Boltzmann. La seconde loi dont je veux parler
est relative à la distribution spectrale de l’énergie dans le rayonnement noir. L’expérience prouve
que toute la gamme des longueurs d’onde est représentée dans le rayonnement noir, une certaine
quantité d’énergie revenant à chaque longueur d’onde : la courbe qui représente pour une
température donnée la répartition des énergies entre les longueurs d’onde est une “courbe en
cloche” présentant un maximum, c’est-à-dire qu’il y a une certaine longueur d’onde pour laquelle
l’énergie est maximale. Cette longueur d’onde M est d’ailleurs fonction de la température de sorte
qu’il y a un “déplacement” dans le spectre de la longueur d’onde à énergie maximale en fonction
de la température. Un raisonnement thermodynamique dû à Wien montre que la relation entre M et
T est donnée par la formule :
MT = Cte.
De : La lumière, les quanta et la technique de l’éclairage , Louis de Broglie (Conférence faite devant la
Société française des Eclairagistes, le 27 février 1959)
Exercice n° 1 : Pour chaque mot en rouge , donner l’adjectif correspondant au masculin /
singulier
1.
_____________________
2.
_____________________
3.
_____________________
4.
_____________________
5.
_____________________
6.
______________________
Exercice n°2 : Pour chaque mot en bleu donner le verbe à l’infinitif de la même famille que le mot
1.
______________________
2.
______________________
3.
______________________
4.
______________________
3
π
Exercice n°3 :
A. La phrase suivante est la réponse à une question commençant par Qu’est-ce qui … Rédigez cette
question :
« Vers 1900, dans les laboratoires de physique, le problème du “rayonnement noir” était à
l’ordre du jour. »
Qu’est-ce qui___________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
B. Transformer la phrase suivante en commençant comme indiqué ci-dessous :
« un certain nombre de lois que l’expérience a tout de suite très bien vérifiées. »
un certain nombre de lois qui _______________________________________________________
_______________________________________________________________________________
C. Transformer la phrase suivante en passant le verbe présenter au présent de l’indicatif :
la courbe qui représente pour une température donnée la répartition des énergies entre les
longueurs d’onde est une “courbe en cloche” présentant un maximum..
________________________________________________________________________________
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Exercice n°4 : Imaginez que vous distribuez à un groupe d’étudiants, en arrivant dans la salle
de cours, l’extrait qui vous a servi de base pour les 3 premiers exercices. Que dites- vous à ce
groupe pour en préciser l’origine , l’auteur , l’année et le destinataire originaire de son
contenu… et son importance, son intérêt,…. . Utilisez aussi le mot : parce que .
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4
π
Essayez de transformer les phrases suivantes en changeant
la forme des verbes en caractères gras selon l’un des procédés donnés
en exemple ci-dessus … et en conservant le sens de la phrase .
Exercice n°5 :
(subordonnée relative) verbe se déplacer 1er groupe
… la Lumière est formée de corpuscules, de “grains”, se déplaçant en ligne droite
dans les milieux homogènes avec des vitesses sans doute extrêmement élevées?
p. 1 :
(subordonnée relative) verbe appartenir à 3e groupe (famille des verbes tenir et venir)
[…..]la quantité d’énergie (,T)d qui revient aux composantes spectrales
appartenant à l’intervalle d.
p. 4 :
(condition) verbe prendre 3e groupe (faire deux phrases si nécessaire ) – utiliser pour +
infinitif ou SI ….
[……..] la quantité d’énergie présente par unité de volume dans le rayonnement noir,
qui doit s’obtenir en prenant l’intégrale de (,T) sur toutes les valeurs de la fréquence,
devrait être infinie, ce qui est évidemment inacceptable.
p. 5 :
(condition) verbe tenir compte de 3e groupe
la complexité du spectre qu’elle émet ne pourra être interprétée qu’en tenant
compte, conformément aux idées de Planck et de Bohr, de la nature quantique de la
Lumière et des processus discontinus qui la font naître.
p. 9 :