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Le graphique représente l’intensité lumineuse à différentes longueurs d’onde pour quatre corps noirs différents. Laquelle des grandeurs suivantes est différentes entre ces quatre objets émettant un rayonnement ? Est-ce la température (A) ou l’aire (B) ?
Dans cette question, on nous donne un graphique représentant l’intensité lumineuse à différentes longueurs d’onde pour quatre corps noirs différents. Et on nous demande de déterminer laquelle des grandeurs données doit être différente entre ces quatre objets émettant un rayonnement. Pour déterminer la réponse, nous devons commencer par rappeler quelques notions importantes sur les corps noirs, sur comment ils rayonnent et ce qui est représenté sur le graphique.
Les corps noirs sont des matériaux qui absorbent l’ensemble du rayonnement électromagnétique, c’est-à-dire toute la lumière incidente. C’est pourquoi ils nous apparaissent noirs, car ils ne renvoient aucune lumière visible par nos yeux. Il est important de noter qu’il n’existe pas de véritables corps noirs, mais ce sont des outils théoriques utiles qui permettent de faire une bonne approximation de nombreux phénomènes réels.
En plus d’absorber de l’énergie, ces corps noirs peuvent également émettre de l’énergie dans leur environnement sous forme de lumière. Nous avons sans doute tous déjà vu un phénomène de ce type dans une cuisine. Pensons à une résistance sur une cuisinière électrique. Lorsqu’elle commence à chauffer, le métal noir à froid devient progressivement rouge. Tout comme la couleur de la résistance devient de plus en plus intense au fur et à mesure que sa température augmente, la lumière émise par un corps noir sera également affectée par sa température.
Maintenant, regardons le graphique donné et voyons ce qu’il nous dit sur les quatre corps noirs.
Nous pouvons voir que l’axe horizontal représente la longueur d’onde rayonnée par le corps noir, tandis que l’axe vertical représente l’intensité du rayonnement. Ces deux mesures décrivent la lumière émise par le corps noir.
En regardant les options qui nous sont données, nous pouvons exclure l’option (B), l’aire du corps noir. L’aire d’un corps noir n’a pas d’incidence sur l’intensité de la lumière ou sur la longueur d’onde, donc même si l’aire peut être différente entre les quatre corps noirs, elle peut aussi être identique.
Nous n’avons pas assez d’informations sur ce graphique pour déterminer quelle est l’aire des corps noirs. Nous savons cependant que les températures doivent être différentes pour les quatre corps noirs. En effet, les corps noirs vont rayonner avec des intensités différentes pour des températures différentes. Et sur ce graphique, nous pouvons voir que les quatre corps noirs rayonnement avec des intensités différentes. La courbe rouge représente le corps noir ayant la plus forte intensité et la courbe orange représente le corps noir ayant la plus faible intensité. La première option, la température, est donc la bonne réponse.
