Feuille d'activités de la leçon : Rayonnement infrarouge Physique

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à décrire la manière dont la température d’un objet et les caractéristiques de sa surface affectent l’émission et l’absorption du rayonnement infrarouge par cet objet.

Q1:

Quelle couleur d'une surface permet le mieux d'émettre et d'absorber un rayonnement infrarouge, noire ou blanche?

  • Ablanche
  • Bnoire

Q2:

Qui émet et absorbe le rayonnement infrarouge plus facilement, une surface fortement réfléchissante ou une surface faiblement réfléchissante?

  • AUne surface faiblement réfléchissante
  • BUne surface fortement réfléchissante

Q3:

Un bloc en plastique est placé en plein soleil et absorbe le rayonnement infrarouge. Pendant l’exposition du bloc au soleil, sa température diminue. Laquelle des affirmations suivantes est correcte?

  • ALe plastique ne reçoit aucune énergie de la lumière du soleil.
  • BL'absorption et l'émission de radiations infrarouges n'ont aucun effet sur la température.
  • CL'énergie que le plastique perd par refroidissement est exactement la même que l’énergie du rayonnement infrarouge qu’il absorbe.
  • DL'énergie que le plastique perd par refroidissement est plus grande que l'énergie du rayonnement infrarouge qu'il absorbe.
  • EL'énergie que le plastique absorbe par rayonnement infrarouge est plus grande que l'énergie qu'il perd en refroidissant.

Q4:

Une planète en orbite autour d'une étoile absorbe le rayonnement infrarouge émis par celle-ci. La puissance moyenne du rayonnement infrarouge arrivant sur la surface de la planète est de 450 W/m2 et la température de surface moyenne de la planète est constante et vaut 33C. L'aire totale de la planète est de 5×10 m2. Combien de watts de rayonnement infrarouge la planète émet-elle?

  • A1,11×10 W
  • B2,25×10 W
  • C9×10 W
  • D2,52×10 W

Q5:

Laquelle des propriétés suivantes des objets n'affecte pas directement la quantité de rayonnement infrarouge que l'objet émet et absorbe?

  • ALa masse
  • BLa réflectivité
  • CLa couleur
  • DLa température
  • ELa surface

Q6:

Une boîte métallique est placée en plein soleil et absorbe de l'énergie du rayonnement infrarouge. Pendant l’exposition de la boîte au soleil, la température du métal augmente. Laquelle des affirmations suivantes est correcte?

  • ALe métal absorbe plus d'énergie du rayonnement infrarouge que l'énergie qu'il évacue par refroidissement.
  • BLe métal évacue exactement autant d’énergie par refroidissement que l’énergie du rayonnement infrarouge qu’il absorbe.
  • CLe métal évacue plus d'énergie par refroidissement que l'énergie du rayonnement infrarouge qu'il absorbe.
  • DL'absorption et l'émission de radiations infrarouges n'ont aucun effet sur la température.
  • ELe métal ne reçoit aucune énergie de la lumière du soleil.

Q7:

Une bouteille contenant de l'eau est placée en plein soleil et absorbe des rayons infrarouges. Pendant l’exposition de la bouteille au soleil, la température de l’eau reste constante. Laquelle des affirmations suivantes est correcte?

  • AL'eau perd exactement autant d'énergie par refroidissement que l'énergie du rayonnement infrarouge qu'elle absorbe.
  • BL'eau absorbe plus d'énergie du rayonnement infrarouge que l'énergie qu'elle perd en refroidissant.
  • CL'eau ne reçoit aucune énergie de la lumière du soleil.
  • DL'eau perd plus d'énergie par refroidissement que l'énergie du rayonnement infrarouge qu'elle absorbe.
  • EL'absorption et l'émission de radiations infrarouges n'ont aucun effet sur la température.

Q8:

Un objet réfléchissant absorbe mieux les rayonnements infrarouges que s'il avait une autre réflectivité. Un objet réfléchissant émet mieux des rayonnements thermiques que s'il avait une autre réflectivité.

  • Afortement, faiblement
  • Bfaiblement, faiblement
  • Cfaiblement, fortement
  • Dfortement, fortement

Q9:

Un objet de couleur absorbe mieux le rayonnement infrarouge que s'il s'était d'une autre couleur. Un objet de couleur rayonne l'infrarouge mieux que si il était d'une autre couleur.

  • Anoire, noire
  • Bblanche, blanche
  • Cblanche, noire
  • Dnoire, blanche

Q10:

Un cube de Leslie est un cube en aluminium creux et étanche qui a des faces verticales, chacune avec une couleur et une réflectivité particulières, comme indiqué dans le tableau. Pour tester dans quelle mesure chaque facette du cube rayonne dans l'infrarouge, on remplit le cube de l'eau bouillante et on installe à une même distance de quelques centimètres de chaque face un détecteur d'infrarouge.

Face du cubeCouleurRéflectivité
ANoirHaute
BNoirFaible
CBlancHaute
DBlancFaible

Des thermomètres sont placés en contact avec chaque face. Laquelle des options suivantes décrit correctement les relevés de température des thermomètres?

  • ALes thermomètres sur les faces A et C affichent la même température.
  • BTous les thermomètres affiche la même température.
  • CTous les thermomètres affichent des températures différentes.
  • DLes thermomètres sur les faces A et B affichent la même température.

Devant quelle face du cube le détecteur d'infrarouge affiche la valeur la plus élevée?

  • Aface C
  • Bface B
  • Cface D
  • Dface A

Devant quelle face du cube le détecteur d'infrarouge affiche la valeur la plus basse?

  • Aface C
  • Bface A
  • Cface B
  • Dface D

Cette leçon comprend 22 questions additionnelles pour les abonnés.

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