Calcul de luminance énergétique/densité de flux énergétique etc

[Batwoman]

Bonjour ! J'ai un petit souci pour résoudre ces items... si quelqu'un veut bien m'expliquer ça serait gentil ! 

 

      
La 
terre 
est 
éclairée 
par 
le
 soleil,
 qui 
est 
une
 source 
énergétique 
orthotrope.
 La
 densité
 de
 flux 
énergétique 
émise 
à
 la 
surface 
du 
soleil 
vaut 
environ
 62,8.10^6 W /m 2 .
 L’atmosphère 
absorbe 
environ 
20%
 de 
l’énergie 
solaire. L'angle solide occupé par le soleil vu de la terre est 6,25 x 10^-5  :

 

A. La 
luminance 
énergétique 
(flux 
d’énergie
 rayonnée
 par 
unité 
de 
surface 
et 
par
 unité 
d’angle 
solide) 
du 
soleil 
est 
de
 2.10^7 W .m−2 .sr−1 
environ. VRAI

 

Je suis partie de la formule E = L x angle solide donc L = E / angle solide = 62,8 x 10^6 / 6,25 x 10^-5 = 10 x 10^11 ... que j'ai ensuite multiplié par 0,2 vu que l'atmosphère absorbe 20% de l'énergie solaire donc je trouve environ 2 x 10 ^11 ... j'ai une erreur de puissance et je ne comprends d'où elle vient

 

B. La 
densité
 de 
flux 
énergétique 
en 
haut 
de 
l’atmosphère
 est 
de
 1,25.10^4 W /m 2 environ. FAUX

 

J'ai fait E = pi x L x 0,2 = 3,14 x 2 x 10^11 x 0,2 = 1,25 x 10^11 ... toujours ce problème de puissance 

 

C. La
 densité 
de 
flux 
énergétique 
au 
niveau 
du 
sol, 
quand
 le
 soleil 
est 
à 
son 
zénith est
 proche 
de
 1kW .m−2 . VRAI 

 

E = 1,25 x 10^11 en haut de l'atmsophère

Comme l'atmosphère absorbe 20% de l'énergie il en reste 0,8 au sol d'où E(sol) = 1,25 x 10^11 x 0,8 = 1 x 10^11 ... 

 

Bon voilà en gros j'ai toujours ce problème de puissance donc je suppose qu'il y a des erreurs dans mes raisonnements mais je n'arrive vraiment pas à voir où... 

Je suis preneuse de toutes explications ! Merci d'avance O:)

[MrPouple]

Salut !

 

Je crois me souvenir que ce post existe déjà mais je ne sais pas si tous les items que tu demandes y sont alors je vais essayer de répondre Juste la prochaine fois check vite fait avant de poster

 

E = Densité de flux énergétique (E_e)

L = Luminance energétique (L_e)

 

Item A :

 

Le soleil est une source orthotrope donc il vérifie E = π.L (que ça soit la luminance énergétique avec la densité de flux énergétique ou luminance avec densité de flux lumineux)

Donc L = E/π = 62,8 * 10^6 / π = 2.10^7 W.m^-2.sr^-1 en arrondissant légèrement  => VRAI

 

Item B

 

Tu viens de calculer ta luminance énergétique du soleil par unité d'angle solide. Or le soleil occupe un angle solide du point de vue de l'atmosphère et la densité de flux énergétique reçue est proportionnelle à cet angle solide :

 

E = L. angle solide

E = 2*10⁷ * 6,25*10⁵ = 12,5 *10² = 1,25*10³ W.m^-2 => FAUX

 

Pas besoin de multiplier par un facteur d'absorption ici car tu es au niveau de l'atmosphère et non à la surface. 

 

Le fait de multiplier ici par l'angle solide et non à l'item précédent viens du point de vue. Dans le premier item, il n'était pas question de la Terre ou quoi que ce soit, on demandait juste la luminance énergétique du soleil à sa surface.

Ici, on se place en tant qu'un observateur en haut de l'atmosphère et le soleil apparait donc dans un certain angle solide. 

Je trouve que cela devient plus logique si l'on s'imagine la situation (un peu bizarre j'avoue)

 

Item C :

 

Là tu multiplies juste ce que tu viens de trouver par le facteur d'atténuation mais attention, on te dit que l'atmosphère absorbe 20%, il te reste donc 80% (il te faut multiplier par 0,8 ou 4/5) de la densité de flux énergétique. Soit 1 kW.m^-2 => VRAI

 

Voilà, en espérant avoir répondu à tes questions ! N'hésite pas si tu trouve que j'ai mal expliqué quelque chose.

[Batwoman]

Mille excuses s'il y avait déjà un sujet sur ce qcm, j'avoue ne pas avoir pensé à vérifier 

 

En tout cas merci pour tes explications elles sont très claires ! C'est vrai que c'est un peu bizarre de s'imaginer au-dessus de l'atmosphère ça fait seigneur tout puissant (haha) mais au moins on comprend bien pourquoi il faut utiliser la formule avec l'angle solide alors merci pour cette image ! 

[MrPouple]

Pas de soucis !! Ahah il faut bien, on se sent puissant et après on se rappelle qu'on est en PACES, un peu de répit fait pas de mal

 

Bref,  Bon courage !!