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--> front occlus
--> front
--> force (du vent)
--> front froid
--> force de Coriolis
--> flux
--> flux de rayonnement
--> front chaud
--> foehn
--> flux d'air
--> force d'inertie
--> Fahrenheit (Daniel Gabriel)
--> force de gravité
--> foudre
| METEO FRANCE - flux de rayonnement
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Niveau d'explication :
La lumière et, plus généralement, les rayonnements
électromagnétiques se propagent dans les
différents milieux suivant des faisceaux
rassemblant des rayons rectilignes ou parfois même
courbes et prenant ainsi la forme de " flux "
analogues à ceux que véhicule un courant fluide :
dans chaque cas précis, un tel flux de rayonnement
est issu d'une surface initiale (S e ) constituant
la source d' émission du rayonnement , puis il se
transmet dans le milieu considéré (éventuellement
le vide) et en traverse ainsi toute surface (S m )
que l'on peut y dessiner sur son chemin, enfin il
parvient à une surface cible (S r ) où ses rayons
subiront, entièrement ou partiellement, une ou
plusieurs transformations parmi trois processus
possibles, qui sont la réflexion vers le milieu
initial — au sens large : soit une réflexion
spéculaire , soit une diffusion — , la
transmission à travers le milieu consécutif à (S r
) et l' absorption par ce nouveau milieu.
L'analogie entre le flux d'un fluide et le
parcours d'un faisceau de rayonnement
électromagnétique se prolonge par le fait que
l'une et l'autre notions peuvent s'appliquer
quantitativement au transport d'une énergie E de
forme donnée (par exemple de la chaleur , une
énergie cinétique , électrique, chimique... et,
dans le cas du rayonnement électromagnétique, une
énergie radiante ) : si, entre un instant fixé t
et l'instant très voisin t + Δ t qui le suit, le
fluide ou le rayonnement traverse une surface (S m
) d'aire S m , le flux énergétique de l'énergie E
à travers (S m ) à l'instant t sera le nombre Φ m
égal Ã Δ E m / Δ t , où Δ E m représente la
quantité de l'énergie de forme E qui a traversé la
surface (S) durant l'intervalle de temps
extrêmement bref Δ t ; ce nombre dépend des
parcours du fluide ou du rayonnement, mais aussi
de l'instant t considéré et de l'extension de la
surface, et puisqu'il définit une énergie par
unité de temps, donc une puissance, son unité
usuelle de mesure est le watt (abr. : W), ainsi
désigné d'après le nom de l'ingénieur écossais
James Watt (1736-1819). Des définitions similaires
précisent le flux énergétique qui est émis par une
source d'énergie (S e ) d'aire S e et celui qui
est reçu par une surface réceptrice (S r ) d'aire
S r : si les quantités d'énergie émise et reçue
durant l'intervalle de temps Δ t sont
respectivement Δ E e et Δ E r , les flux
énergétiques correspondants auront pour valeurs Φ
e = Δ E e / Δ t et Φ r = Δ E r / Δ t .
Dans le cas d'un flux de rayonnement, la quantité
Δ E d'énergie radiante E ayant été émise,
transmise ou reçue pendant l'intervalle de temps Δ
t peut se calculer en considérant que chaque rayon
du faisceau, ainsi que le rappelle l'article de La
météo de A à Z relatif à l' énergie de rayonnement
, représente le trajet d'une suite de particules
immatérielles, les photons , dont chacune
transporte un quantum d'énergie h ν proportionnel
à la fréquence ν de l' onde électromagnétique
correspondante (la constante de Planck h a la
dimension d'une énergie multipliée par un temps) :
pour un rayonnement monochromatique de fréquence ν
ou, ce qui est équivalent, de longueur d'onde dans
le vide λ égale à c / ν ( c étant la vitesse de la
lumière ), le flux de rayonnement Φ λ relatif à la
surface (S) d'aire S Ã l'instant t vaut alors Δ E
λ / Δ t , avec Δ E λ = n h ν , où n est le nombre
de photons que (S) a émis, fait passer ou reçus
durant l'intervalle de temps Δ t . Pour un
rayonnement recouvrant un intervalle entier de
longueurs d'onde , ou bien l'ensemble des
longueurs d'onde possibles, la valeur du flux de
rayonnement global Φ s'obtient en sommant les
valeurs de tous les Φ λ sur cet intervalle ou cet
ensemble ; en outre, pour une même forme
géométrique et une même disposition de (S), la
valeur de Φ sera proportionnelle à l'aire S :
c'est pourquoi l'on caractérise finalement
l'énergie radiante émise, transmise ou reçue au
centre M de la surface (S) par l' éclairement
énergétique du faisceau en M, égal Ã Φ / S et
mesurable en watts par mètre carré (W.m - 2 ).
Droits de reproduction et de diffusion réservés METEO FRANCE 2003 |
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L'ouvrage est disponible dans toutes les librairies de Papeete au prix de 2950 CFP
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