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Vidéo de question : Comprendre les modèles de rayonnement du corps noir Physique

La figure montre deux courbes, chacune représentant le spectre d’émission de rayonnement électromagnétique prédite d’un corps noir selon un modèle différent de rayonnement de corps noir. Laquelle des courbes correspond le mieux à un modèle de rayonnement de corps noir dans lequel le nombre d’ondes électromagnétiques émises par un corps noir augmente lorsque la longueur d’onde des ondes diminue et que le nombre de ces ondes n’est pas affecté par d’autres facteurs? Pour les longueurs d’onde supérieures à la longueur d’onde maximale du spectre représenté par la courbe bleue, comment la différence entre les intensités à des longueurs d’ondes données prédites par les deux modèles change-t-elle lorsque la longueur d’onde augmente? [A] La différence d’intensité augmente [B] La différence d’intensité diminue

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Transcription de vidéo

La figure montre deux courbes, chacune représentant le spectre d’émissions de rayonnement électromagnétique d’un corps noir prédit selon différent modèle de rayonnement de corps noir. Laquelle des courbes correspond le mieux à un modèle de rayonnement de corps noir dans lequel le nombre d’ondes électromagnétiques émises par un corps noir augmente lorsque la longueur d’onde diminue et que le nombre d’ondes n’est pas affecté par d’autres facteurs ?

En regardant notre figure, nous voyons ces deux courbes : une en violet et une en bleu. Ces deux courbes, nous dit-on, représentent chacune un spectre d’émission de rayonnement électromagnétique d’un corps noir selon différent modèle de rayonnement de corps noir. Donc, selon un tel modèle, nous obtiendrions la courbe violette. Et selon un autre modèle, nous obtiendrions la courbe bleue.

Notre question nous demande d’identifier quelle courbe montre le nombre d’ondes électromagnétiques émises augmentant lorsque la longueur d’onde des ondes impliquées diminue. Alors réfléchissons un instant à la diminution de la longueur d’onde. Notre axe horizontal nous montre les longueurs d’ondes sur lesquelles ces deux courbes sont tracées. Diminuer la longueur d’onde signifie se déplacer dans ce sens sur notre graphique. Ce faisant, si nous suivons la courbe violette, nous voyons que la diminution de la longueur d’onde indique une intensité croissante. Ensuite, si nous suivons la courbe bleue, la même chose semble se produire, jusqu’à un certain point.

Sur la courbe bleue, une fois que notre longueur d’onde décroissante dépasse cette valeur marquée 𝜆, nous voyons que l’intensité du rayonnement prédite par ce modèle diminue. Nous voyons, en fait, que la courbe diminue tellement qu’elle finit par atteindre zéro. Par conséquent, quelle que soit l’énergie de chaque onde émise, la courbe bleue correspond à un modèle où, pour une longueur d’onde suffisamment courte, aucune onde n’est émise.

En revanche, d’après la courbe violette, le nombre d’ondes électromagnétiques émises semble augmenter sans limite lorsque la longueur d’onde diminue. De ces deux courbes, nous voyons que seule la courbe violette augmente en intensité lorsque la longueur d’onde diminue. Et cela correspond au nombre d’ondes électromagnétiques émises par un corps noir selon ce modèle. Cela répond à la première partie de notre question. Passons maintenant à la deuxième partie.

Pour des longueurs d’onde supérieures à la longueur d’onde maximale du spectre représenté par la courbe bleue, comment la différence entre les intensités à des longueurs d’ondes données prédites par les deux modèles change-t-elle lorsque la longueur d’onde augmente ? (A) La différence d’intensité augmente. (B) La différence d’intensité diminue.

D’accord, nous parlons donc de longueurs d’onde supérieures à la longueur d’onde du spectre représenté par la courbe bleue. Cette longueur d’onde maximale est ici. Et nous envisageons des longueurs d’ondes plus grandes que cela. Lorsque nous passons à de plus grandes longueurs d’onde, nous comparons les intensités données par ces deux modèles. Et nous voyons comment ces intensités varient lorsque la longueur d’onde augmente.

Nous pouvons voir qu’à partir de la longueur d’onde maximale de son spectre, en suivant la courbe bleue, nous obtenons cette courbe. Le tracé de la courbe violette nous donne cette courbe. Et nous voulons savoir comment, à des longueurs d’onde représentatives, disons que cette longueur d’onde ici et cette longueur d’onde ici, la différence d’intensités entre ces deux courbes varie.

Voyons d’abord la différence d’intensité entre ces deux courbes pour cette longueur d’onde que nous appellerons 𝜆 un. Cette différence est illustrée par la longueur de cette ligne verte. Si nous allons plus loin vers cette prochaine longueur d’onde que nous appellerons 𝜆 deux, nous pouvons voir que la différence d’intensité entre les deux courbes est beaucoup plus petite. Ainsi, alors que nous passions d’une longueur d’onde plus courte à une plus longue, la différence d’intensité entre nos deux courbes diminuait. Cette différence, après tout, est indiquée par la longueur de ces lignes verticales vertes. Cette découverte correspond à l’option de réponse (B). Lorsque la longueur d’onde augmente au-delà de la longueur d’onde du maximum de la courbe bleue, la différence d’intensité entre la courbe bleue et la courbe violette diminue.

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