Photographie/Rayonnements électromagnétiques/Rayonnement lumineux thermique

Tous les corps formés de matière condensée (solides, liquides, gaz très fortement comprimés) émettent un rayonnement lumineux formant un spectre continu toujours largement étalé dans l'infrarouge et comprenant d'autant plus de radiations de courte longueur d'onde que la température est plus élevée.

Règle de Kirchoff

Lorsque le rayonnement est d'origine purement thermique, un corps ne peut émettre, à une température donnée, que les radiations qu'il est en mesure d'absorber.

Pour l'étude thermodynamique des corps réels, Kirchhoff a inventé le concept de corps noir, un corps idéal capable d'absorber les radiations de toutes les longueurs d'onde et par conséquent de les émettre toutes s'il est suffisamment chauffé.

Le corps noir est donc aussi un radiateur intégral. Le comportement de ce corps théorique est souvent assez différent ou très différent de celui des corps réels mais une enceinte percée d'un très petit trou en fournit un très bon modèle, car la lumière qui y pénêtre n'a pratiquement aucune chance d'en ressortir, elle est absorbée par les parois, éventuellement après de multiples réflexions.

Formule de Planck

La puissance émise par unité de surface du corps noir, ou exitance énergétique, est une fonction de la longueur d'onde et de la température absolue. Elle est exprimée par la formule :

$M_{O{(\lambda ,T)}}={\frac {C_{1}\lambda ^{-5}}{e^{\frac {C_{2}}{\lambda T}}-1}}$

Les deux constantes valent :

$C_{1}=3,70\cdot 10^{-8}\;W\cdot \mu m^{5}\cdot m^{-2}$

et

$C_{2}=14320\;\mu m\cdot K$