Questions aux experts
Energie, lumière, son
Couleurs et température
Quand on chauffe encore plus un fer rouge, il est dit "chauffé à blanc". Or il ne dépasse probablement pas la température de 900 K (j'imagine, je ne sais pas bien).
Certes, le fer du forgeron n'est pas un "corps noir", mais tout de même : un filament de tungstène dans une ampoule atteint environ 3 500 K, et une telle ampoule émet une lumière jaunâtre. Il faut atteindre la température solaire pour arriver à la lumière blanche. Il y a là me semble-t-il une anomalie. Il y en a une deuxième : une étoile de température 4 000K est vue comme une "étoile rouge", or une telle étoile diffère très peu du corps noir.
Comment peut-elle être plus rouge que le fer (blanc ?) à 900 K ?
Je soupçonne que l'évaluation de la couleur du fer forgé et celle d'une étoile se font dans des conditions si différentes qu'il en résulte une inversion : l'étoile "chaude" apparaît plus rouge que le fer "froid". L'œil n'est probablement pas un colorimètre objectif, mais influencé par l'environnement.
Comment se produit cette influence ? Avez-vous une bibliographie sur ce point ?
Lorsqu'on le chauffe, la température à laquelle est porté le fer incandescent croit jusqu'à la température de fusion de l'ordre de 1 800 K.
Cette température effective est distincte de la température de couleur Tc exprimée en Kelvin.
La température de couleur caractérise la couleur de la lumière émise. Cette couleur dépend de la distribution spectrale de l'énergie du rayonnement émis.
Généralement, on ne peut pas lier par des lois simples les propriétés du rayonnement des solides incandescents à leur température effective. Il y a un cas d'exception important, celui des CORPS NOIRS.
Si le rayonnement émis par la lampe paraît à l'œil humain de la même couleur que celle du rayonnement émis par un corps noir à la température T(K), alors on attribue à la source une température de couleur proximale Tc = T (K)
Ainsi une lampe à incandescence classique émet un rayonnement dont la température de couleur est Tc = 3 500 K, elle parait jaune : la lumière émise comportent des radiations allant du rouge au vert. Une lampe à halogène émet un rayonnement plus blanc dont la température de couleur est 4 000 K. Plus le filament est chaud, plus la proportion de radiations dans le bleu est importante. Dans les deux cas, le filament de tungstène est porté à une température nettement inférieure à la température de fusion qui est de (3482+ 273) K.
On considère que les étoiles rayonnent approximativement comme un corps noir.
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Du fer chauffé "à blanc" n'est blanc que dans l'obscurité. Au soleil il est à peine rougeâtre. Une étoile froide n'est rouge que comparée aux autres étoiles, qui sont bien souvent plus chaudes que le Soleil, une étoile plutôt jaune.
Il n'y a pas un blanc, mais des blancs aux différentes températures, caractérisés par le spectre du corps noir. Il est très difficile d'observer ce spectre dans son intégralité, l'atmosphère diffuse le bleu et déplace le spectre solaire vers le rouge.
Il n'y a aucune anomalie ni même aucun paradoxe dans ces constats. L'il est un très mauvais photomètre qui ne sait faire que des comparaisons entre des sources proches dans le temps et dans l'espace. Par contre c'est un excellent instrument pour déceler une différence entre deux teintes juxtaposées.
Voir l'excellent livre d'Yves Le Grand, Les yeux et la vision, chez Dunod, 1960, s'il est encore disponible ou en bibliothèque.