Les grandes lois du rayonnement en thermographie : Différence entre versions

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La loi de Planck définit la distribution de luminance énergétique monochromatique du rayonnement thermique du corps noir en fonction de la température thermodynamique.
 
La loi de Planck définit la distribution de luminance énergétique monochromatique du rayonnement thermique du corps noir en fonction de la température thermodynamique.
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La conduction thermique est un transfert thermique spontané qui relie les zones de haute température vers celles de basse température. Elle est décrite par la loi dite ''de Fourier'' établie mathématiquement par Jean-Baptiste Biot en 1804 puis démontré de manière expérimentale par Fourier en 1822.
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La loi de Fourier est une loi semi-empirique proche de la loi de Fick pour la diffusion de particule ou la loi d'Ohm pour la conduction électrique (Ohm s'est d'ailleurs inspiré d'un modèle thermique pour bâtir sa théorie). Ces trois lois peuvent s'interpréter de la même façon : la non-homogénéité d'un paramètre intensif  provoque un transport spontané ayant une direction du plus intense vers le moins élevé visant à résorber le déséquilibre jusqu'à retour à l'équilibre du système.
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On peut donc l'énoncer de la manière suivante:'':Dans des conditions stationnaires, le flux de transfert thermique par conduction est directement proportionnel à la conductivité thermique, à la section de passage, et à la différence de température entre les extrémités d'un parcours donné. Il est inversement proportionnel à la longueur du parcours.''
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La loi de Lambert indique que pour une source lumineuse orthotrope, l'émittance est proportionnelle à la luminance et le coefficient de proportionnalité est Pi. Autrement dit, si  M désigne l'émittance et  L la luminance, pour une source lumineuse orthotrope, on a :
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La loi du déplacement de Wien, ainsi nommée d'après son découvreur Wilhelm Wien, est une loi physique selon laquelle une longueur d'onde à laquelle un corps noir émet le plus de flux lumineux énergétique est inversement proportionnelle à sa température. La loi de Wien est déduite de la loi de Planck du rayonnement du corps noir car celle-ci la corrige aussi.
  
La loi de Lambert indique que pour une source lumineuse orthotrope, l'émittance est proportionnelle à la luminance et le coefficient de proportionnalité est \scriptstyle \pi1. Autrement dit, si \scriptstyle M désigne l'émittance et \scriptstyle L la luminance, pour une source lumineuse orthotrope, on a :
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La loi de Wien décrit la relation liant la longueur d'onde λ<sub>max</sub>, correspondant au pic d'émission lumineuse du corps noir, et la température T (exprimée en kelvin). On retient généralement, en exprimant la longueur d'onde en mètre et la température en kelvin :
M=\pi \cdot L.
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En physique, la loi du déplacement de Wien, ainsi nommée d'après son découvreur Wilhelm Wien, est une loi selon laquelle la longueur d'onde à laquelle un corps noir émet le plus de flux lumineux énergétique est inversement proportionnelle à sa température. La loi de Wien se déduit de la loi de Planck du rayonnement du corps noir.
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== Loi de Stefan-Boltzmann ==
La loi de Planck décrit la distribution de l'énergie W(λ) rayonnée en fonction de la température T du corps noir. Selon la loi de Planck, à une température T donnée, l'énergie W(λ) passe par un maximum Wmax pour une longueur d'onde λmax.
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La loi de Wien décrit la relation liant la longueur d'onde λmax, correspondant au pic d'émission lumineuse du corps noir, et la température T (exprimée en kelvin). On retient généralement, en exprimant la longueur d'onde en mètre et la température en kelvin :
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= Loi de Stefan-Boltzmann =
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La loi de Stefan-Boltzmann ou de Stefan établit que la puissance totale rayonnée par unité de surface dans le demi-espace libre d'un corps noir s'exprime par la formule :
  
La loi de Stefan-Boltzmann ou de Stefan établit que la puissance totale rayonnée par unité de surface dans le demi-espace libre d'un corps noir (exitance1 énergétique du corps noir) s'exprime par la formule :
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M = σ.T<sup>4</sup>
M = sigma T<exp>4</exp>
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sigma est la constante de Stefan-Boltzmann (aussi appelée constante de Stefan).
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σ est la constante de Stefan-Boltzmann (aussi appelée constante de Stefan).
  
= Loi de Bouguer =
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La loi de Bouguer décrit l'élément de flux quittant une source dS et parvenant au récepteur dR. Elle est à la base de l'étude des échanges radiatifs en thermique. d5φ(T) = L°λ(T). dS . dR. cosθ . cosθ'. dλ / D2 avec L°λ, luminance spectrique directionnelle émise par dS vers dR. <ref>[http://www.wiki-thermographie.net/index.php/Les_grandes_lois_du_rayonnement Les grandes lois du rayonnement], wiki-thermographie</ref>
 
La loi de Bouguer décrit l'élément de flux quittant une source dS et parvenant au récepteur dR. Elle est à la base de l'étude des échanges radiatifs en thermique. d5φ(T) = L°λ(T). dS . dR. cosθ . cosθ'. dλ / D2 avec L°λ, luminance spectrique directionnelle émise par dS vers dR. <ref>[http://www.wiki-thermographie.net/index.php/Les_grandes_lois_du_rayonnement Les grandes lois du rayonnement], wiki-thermographie</ref>
  
= Notes et références =
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Version actuelle en date du 21 décembre 2013 à 16:57

Sommaire

[modifier] Les grandes lois du rayonnement en thermographie infrarouge

Tiré majoritairement de:

[modifier] Loi de Planck

Présentation graphique de la loi de Planck

La loi de Planck définit la distribution de luminance énergétique monochromatique du rayonnement thermique du corps noir en fonction de la température thermodynamique. La luminance énergétiquenote 1 monochromatique est un flux énergétique par unité de surface, par unité d'angle solide et par unité de longueur d'onde ; elle s'exprime donc en W·m-2·sr-1·m-1 en unités SI :

Loi planck.JPG

[modifier] Loi de Fourier

La conduction thermique est un transfert thermique spontané qui relie les zones de haute température vers celles de basse température. Elle est décrite par la loi dite de Fourier établie mathématiquement par Jean-Baptiste Biot en 1804 puis démontré de manière expérimentale par Fourier en 1822. La loi de Fourier est une loi semi-empirique proche de la loi de Fick pour la diffusion de particule ou la loi d'Ohm pour la conduction électrique (Ohm s'est d'ailleurs inspiré d'un modèle thermique pour bâtir sa théorie). Ces trois lois peuvent s'interpréter de la même façon : la non-homogénéité d'un paramètre intensif provoque un transport spontané ayant une direction du plus intense vers le moins élevé visant à résorber le déséquilibre jusqu'à retour à l'équilibre du système. On peut donc l'énoncer de la manière suivante::Dans des conditions stationnaires, le flux de transfert thermique par conduction est directement proportionnel à la conductivité thermique, à la section de passage, et à la différence de température entre les extrémités d'un parcours donné. Il est inversement proportionnel à la longueur du parcours.

Loi fourier.JPG

[modifier] Loi de Lambert

La loi de Lambert indique que pour une source lumineuse orthotrope, l'émittance est proportionnelle à la luminance et le coefficient de proportionnalité est Pi. Autrement dit, si M désigne l'émittance et L la luminance, pour une source lumineuse orthotrope, on a :

Loi lambert.JPG

[modifier] Loi du déplacement de Wien

La loi du déplacement de Wien, ainsi nommée d'après son découvreur Wilhelm Wien, est une loi physique selon laquelle une longueur d'onde à laquelle un corps noir émet le plus de flux lumineux énergétique est inversement proportionnelle à sa température. La loi de Wien est déduite de la loi de Planck du rayonnement du corps noir car celle-ci la corrige aussi.

La loi de Wien décrit la relation liant la longueur d'onde λmax, correspondant au pic d'émission lumineuse du corps noir, et la température T (exprimée en kelvin). On retient généralement, en exprimant la longueur d'onde en mètre et la température en kelvin :

Loi wien.JPG

[modifier] Loi de Stefan-Boltzmann

La loi de Stefan-Boltzmann ou de Stefan établit que la puissance totale rayonnée par unité de surface dans le demi-espace libre d'un corps noir s'exprime par la formule :

M = σ.T4

Où σ est la constante de Stefan-Boltzmann (aussi appelée constante de Stefan).

[modifier] Loi de Bouguer

La loi de Bouguer décrit l'élément de flux quittant une source dS et parvenant au récepteur dR. Elle est à la base de l'étude des échanges radiatifs en thermique. d5φ(T) = L°λ(T). dS . dR. cosθ . cosθ'. dλ / D2 avec L°λ, luminance spectrique directionnelle émise par dS vers dR. [1]

[modifier] Notes et références

  1. Les grandes lois du rayonnement, wiki-thermographie
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