EXITANCE THERMIQUE

-exitance thermique

L’exitance thermique ou exitance énergétique ou densité superficielle de flux spatial ou débit de fluence énergétique (ou émittance si la source est étendue)

est une puissance thermique surfacique spatiale (c'est à dire densité de puissance considérée dans une section d'angle solide) 

On trouve même parfois cette grandeur dénommée "luminance énergétique" par assimilation avec la luminance lumineuse, mais c'est ridicule de parler de luminance pour quelque chose qui n’est pas lumineux !

Equation aux dimensions : M.T-3.A-1       Symbole de désignation Dt      

Unité S.I.+    W/m²-sr

D= P cosθ/ S.Ω       ou   d²P= Dl.dS.dΩ.cosθ

et Dt λ.P*/ Ω       ou    D= φ'E / t

Dt (W/m²-sr)= exitance énergétique d’une source

Pl(W)= puissance (flux ) émise par la source de surface S(m²)

E(J)= énergie correspondante

λ(m)= longueur d'onde des émissions

θ(rd)= angle des rayons de l'émission envers la normale

P*(W/m3)= puissance volumique développée

Ω(sr)= angle solide d'émission

φ(m-2 -sr-1)= fluence

S(m²)= aire d’émission

t's)= temps

 

Cas particulier du corps noir: l’émittance d’un corps noirest maximale et n’est fonction que de la température

 

COEFFICIENT D'ÉMISSION

C’est la comparaison de 2 exitances entre 2 conditions du départ du flux

yl= Dt1 / Dto

Dt1 = exitance mesurée sous un angle θ par rapport à la normale

Dto = exitance mesurée sous un angle 0 par rapport à la normale

 

EXITANCE MONOCHROMATIQUE (OU LINÉIQUE)

C’est une exitance relative à une seule longueur d'onde

C'est l'équivalent (en thermique) d'une puissance lumineuse volumique spatiale

Equation aux dimensions : L-1.M.T-3.A-1       Symbole de désignation Z'      

Unité S.I.+    W/m3-sr

Les formules qui la concernent sont :

Z’= dD/ dλ   et   Z'= P' / V     ainsi que   Z’= r* / S.Ω

Z’x(W/m3-sr)= exitance spectrique (monochromatique) d'une source émettant en longueur d'onde λ(m)

Dm(W/m2-sr)= exitance de la source

P'(W/sr)= intensité

V(m3)= volume de diffusion

r* (W/m)= flux monochromatique d’émission

S(m²)= surface d’émission

Ω(sr)= angle solide dans lequel il y a diffusion

Quand la température est élevée

(h.ν) <  k.T et alors la formule devient la formule de Rayleigh-Jeans  >>>

Z’ = Dλ

où Z’(W/m3-sr)= exitance monochromatique

λ(m)= longueur d’onde

DR(W/m²-sr)= coefficient de Rayleigh-Jeans (cas particulier d'exitance) en rappelant que

DR = 2f.k.T / Ω.l² 

où k = 1,3806503. 10-23 J / K

T(K)= température absolue

f(Hz)= fréquence du rayonnement

 

Attention : au-delà d'une certaine fréquence (plus que bleues), la formule de Rayleighs-Jeans n'est plus valable. L'exitance s'affaiblit très vite

On appelle cela "la catastrophe ultraviolette", ce qui rappelle que, dès lors qu'il est question de fréquences élevées (indigo, violet, ultra-violet et au-dessus), on ne peut plus avoir une proportionnalité, car l'exitance deviendrait infinie.

C'est pourquoi, par exemple, un fer chauffé ne prendra jamais de couleurs violettes même à ultra-température de chauffe.

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