Comment le mouvement physique de l’atome conduit-il à l’émission de photons?

Vendredi

Comment le mouvement physique de l’atome conduit-il à l’émission de photons?


On sait que ce que nous appelons une température est en fait un mouvement moléculaire à l’échelle microscopique. Mais à quel moment l’émission de photons se produit à cause de ce mouvement physique, de sorte que nous pouvons parler de l’émission thermique?

la page Wikipédia sur le rayonnement thermique dit que le mouvement des atomes « … entraîne une accélération de la charge et / ou une oscillation dipolaire qui produit un rayonnement électromagnétique .. », ce qui dépasse la terminologie dont je suis compétent.

Puis-je demander une explication qui ne nécessite pas un diplôme en physique pour le comprendre?

Réponses


 WetSavannaAnimal aka Rod Vance

Lorsque la charge accélère, elle rayonne de l’énergie. Le « scénario prototypique » qui l’illustre est la charge ponctuelle uniformément accélérée et la formule de Larmor (voir la page Wikipedia de ce nom) qui quantifie la puissance rayonnée (les versions non relativistes et relativistes sont données sur la page Wiki). Pour un exemple de tous les jours, vous pouvez penser à une antenne dipôle, dans laquelle la charge subit un mouvement harmonique à peu près simple d’avant en arrière dans le conducteur de l’antenne, et donc rayonne de la puissance (même une antenne réceptrice rayonne un champ de réaction lorsque sa charge est accélérée par le rayonnement entrant, c’est ainsi que l’ homme détecteur de télévision au Royaume-Uni peut vous obtenir si vous n’avez pas de licence: leurs détecteurs recherchent le champ de réaction à partir d’un récepteur).

Alors maintenant, dans un gaz chaud, nous avons beaucoup de blocs de charge (molécules de gaz) se heurtant les uns aux autres. Chaque collision est naturellement une violente accélération de ces charges, et donc elles rayonnent. Des processus analogues se produisent dans les solides chauds, bien que chaque molécule ressemble davantage à l’antenne dipôle – la chaleur représente l’énergie vibratoire dans le réseau de molécules et il n’y a pas vraiment de collisions en tant que telles.

En revanche, dans l’espace lointain, les gaz chauds se dilatent rapidement et très vite ils deviennent si raréfiés et minces qu’il y a très peu de collisions. Ainsi, dans l’espace lointain, il peut y avoir des gaz chauds « sombres » qui ne dégagent pas leur rayonnement révélateur. Avant que quelqu’un ne me demande si c’est un candidat pour la matière noire, je dirai juste que je ne sais pas, je suis hors de ma profondeur et vous devez poser une autre question à un vrai astronome pour répondre.

 

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