Carte mentalePremière ens. scientifique · Le Soleil, notre source d'énergie
Carte mentale — A · Le rayonnement du Soleil
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Le rayonnement du Soleil
Séances 8 et 9, les trois lois du thème
Le corps noir
Une définition
- Un corps noir absorbe tout le rayonnement qu'il reçoit
- Son émission ne dépend que de sa température
Un modèle qui marche
- Le Soleil est presque un corps noir
La loi de Wien
La relation
- λmax × T = 2,90 × 10⁻³ m.K
- λmax en mètres, T en kelvins
Ce qu'elle dit
- Plus c'est chaud, plus λmax est courte
- Soleil : λmax = 502 nm, donc 5 800 K
La couleur indique la température
- Une étoile bleue est bien plus chaude qu'une rouge
- En refroidissant, le Soleil deviendra rouge
La loi de Stefan
La relation
- P / S = σ × T⁴
- σ = 5,67 × 10⁻⁸ W.m⁻².K⁻⁴
La puissance d'un astre entier
- P = σ × T⁴ × 4πR²
- 4πR² est l'aire d'une sphère de rayon R
L'effet de l'exposant 4
- Température doublée, puissance × 16
L'énergie du Soleil
La fusion au cœur
- Le cœur du Soleil est à 15 millions de kelvins
- Quatre noyaux d'hydrogène donnent un noyau d'hélium
La masse qui manque
- Après la fusion, la masse totale a diminué
- E = Δm × c², avec c = 3,00 × 10⁸ m.s⁻¹
L'affaire Kelvin
- Kelvin a calculé un âge du Soleil beaucoup trop petit
- Au XIXᵉ siècle, personne ne connaissait la fusion
L'erreur numéro un
Toujours des kelvins
- Wien et Stefan ne marchent qu'en kelvins
- T (K) = θ (°C) + 273, avant tout calcul
- Des degrés Celsius donnent un faux résultat sans alerte