corps noir.

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corps noir. corps idéal absorbant totalement le rayonnement électromagnétique. Une
réalisation approchée du corps noir est fournie par l'enceinte dite « de Lummer «, qui est
constituée d'une cavité opaque vide dont la paroi est percée d'une petite ouverture. Cette
ouverture se comporte alors comme un corps noir, car elle piège tout rayonnement incident.
Lorsque l'enceinte est chauffée, les parois émettent des photons. Le gaz de photons contenu
dans l'enceinte est amené à l'équilibre thermodynamique par les processus d'émission et
d'absorption des parois. Les propriétés d'émission du corps noir peuvent être calculées par
application des lois de la thermodynamique à ce rayonnement en équilibre thermique avec les
parois de l'enceinte. Max Planck fut amené, pour rendre compte des résultats expérimentaux,
à postuler que les échanges d'énergie entre le rayonnement et les parois se font par paquets,
multiples d'un quantum h. L'origine de cet aspect quantifié fut mis en lumière quelques années
plus tard par Einstein dans son article célèbre sur l'effet photoélectrique où h apparaît comme
la constante quantique universelle, appelée depuis constante de Planck, qui relie la fréquence
d'un photon à son énergie. Le problème du corps noir tire son importance historique
particulière de cette première connexion entre thermodynamique et physique quantique.

Le rayonnement du corps noir.
La distribution spectrale du rayonnement émis par un corps noir ne dépend que de la
température T. La loi de Wien relie la longueur d'onde du maximum de ce spectre à la
température. La puissance rayonnée dans tout le spectre est proportionnelle à T4 (loi de
Stefan-Boltzmann). On caractérise les propriétés d'émission des corps en prenant le corps
noir comme référence. Le facteur d'émission d'un corps est le rapport de l'énergie émise
par ce corps à l'énergie émise par un corps noir à la même température pour une gamme
de longueurs d'onde déterminée. La loi de Kirchhoff stipule que le facteur d'émission d'un
corps est égal à son facteur d'absorption : les corps les plus absorbants sont donc
également les plus thermiquement émissifs. Le facteur d'émission d'un corps réel est donc
nécessairement inférieur à l'unité.
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