Qu'est-ce que la loi du déplacement de Wien ?
La loi du déplacement de Wien décrit comment la longueur d'onde à laquelle un corps noir rayonne le plus se déplace en fonction de la température. Plus un objet est chaud, plus il émet à des longueurs d'onde courtes (vers le bleu) ; plus il est froid, plus son maximum se situe vers les grandes longueurs d'onde (rouge et infrarouge). Cette loi est universelle : elle s'applique aux étoiles, aux filaments incandescents, aux planètes et à tout émetteur thermique idéalisé.
Comment utiliser ce calculateur
Saisissez la température absolue de l'objet en kelvins (K). Le calculateur divise la constante de déplacement de Wien \(b = 2{,}897 \times 10^{-3}\ \text{m}\cdot\text{K}\) par cette température pour obtenir la longueur d'onde maximale λmax, exprimée à la fois en nanomètres et en mètres. N'oubliez pas de convertir les degrés Celsius en kelvins au préalable en ajoutant 273,15.
La formule expliquée
La relation s'écrit
$$\lambda_{\text{max}} = \frac{b}{T}$$où \(T\) est la température absolue en kelvins et \(b\) la constante de déplacement de Wien. Comme \(\lambda_{\text{max}}\) est inversement proportionnelle à \(T\), doubler la température divise par deux la longueur d'onde maximale. C'est pour cette raison qu'un métal chauffé devient d'abord rouge sombre, puis orange, jaune, et enfin blanc bleuté à mesure qu'il s'échauffe.
Exemple concret
La température de surface du Soleil avoisine les 5778 K. En appliquant la formule :
$$\lambda_{\text{max}} = \frac{2{,}897 \times 10^{-3}}{5778} \approx 5{,}014 \times 10^{-7}\ \text{m} = 501{,}4\ \text{nm}$$Cette valeur se situe dans la zone vert-bleu de la lumière visible, ce qui concorde avec le fait que le Soleil se comporte presque comme un corps noir parfait.
Foire aux questions
Dans quelle unité la température doit-elle être exprimée ? Toujours en kelvins. Pour convertir des degrés Celsius, ajoutez 273,15.
Pourquoi le résultat est-il donné en nanomètres ? Les longueurs d'onde du visible et du proche infrarouge s'expriment commodément en nanomètres (\(1\ \text{nm} = 10^{-9}\ \text{m}\)) ; nous affichons aussi la valeur brute en mètres.
Le calcul suppose-t-il un corps noir parfait ? Oui. Les objets réels émettent un peu différemment, mais la loi de Wien fournit une excellente première approximation pour les sources thermiques.
