Qu'est-ce que le rayonnement de corps noir?

En physique, un corps noir est un objet qui absorbe tout le rayonnement électromagnétique, car il est purement non réfléchissant et opaque. En conséquence, sa couleur est dictée uniquement par sa température. Différentes températures renvoient des atomes à différentes intensités, correspondant aux longueurs d'onde respectives du rayonnement électromagnétique en cours de production. Les corps noirs et les problèmes liés à leur rayonnement sont particulièrement connus pour leur rôle dans la formulation de la mécanique quantique au début du XXe siècle.

Le rayonnement de corps noir est parfois appelé rayonnement de cavité, car dans un laboratoire, l'approximation la plus proche d'un corps noir est un petit trou relié à une cavité plus grande. Parce que toute lumière entrante doit rebondir plusieurs fois autour de l'intérieur de la cavité pour pouvoir être réfléchie, au cours de laquelle elle est presque certainement absorbée, le trou de la cavité se rapproche beaucoup du critère de non-réflectivité pour les corps noirs. Selon le physicien Gustav Kirchhoff, qui introduisit les expressions "corps noir" et "rayonnement de corps noir" en 1860, le spectre issu de l'ensemble dépendra uniquement de la température de la cavité et pas du tout des matériaux chauffés .

Lorsque la température d'un corps noir augmente, il émet un rayonnement électromagnétique à des intensités plus élevées et des longueurs d'onde plus courtes. Environ 1000 K (Kelvin, identique à Celsius mais 0 = zéro absolu, –273,15 ° C), le rayonnement du corps noir est rouge, de 2 000 K à 4 000 K, le rayonnement est orange, puis blanc à partir de 4 000 ° C. K, où toutes les substances typiques sont sous forme liquide.

Dans le monde réel, l'approximation la plus proche du rayonnement de corps noir est le fond cosmique à micro-ondes, "l'écho" du Big Bang. Les trous noirs peuvent être décrits comme des corps noirs, et c'est Stephen Hawking qui a découvert qu'ils émettaient leur propre rayonnement de corps noir - ce qui a été nommé rayonnement Hawking en son honneur.

Ce sont les tentatives de caractérisation du spectre des rayonnements électromagnétiques qui ont conduit des scientifiques tels que Planck et Einstein à suggérer que le rayonnement électromagnétique est quantifié, ce qui a finalement conduit à la révolution de la mécanique quantique.