Physique-chimie pour la santé (ST2S) · Première · Prévenir et sécuriser
Les infrarouges et la détection du corps humain
Tout corps chaud rayonne, même le tien.
En bref
Un thermomètre frontal sans contact, une caméra thermique qui repère une personne dans la fumée, l'éclairage qui s'allume à ton passage : tous captent un rayonnement que tes yeux ne voient pas, les infrarouges émis par ton corps.
Le domaine des ondes électromagnétiques
La lumière est une onde électromagnétique. On la caractérise par sa longueur d'onde λ dans le vide.
| Le domaine | La longueur d'onde dans le vide | Exemples |
|---|---|---|
| Ultraviolets (UV) | Inférieure à 400 nm | Soleil ; bronzage, coups de soleil |
| Visible | De 400 nm (violet) à 800 nm (rouge) | Les couleurs que l'œil perçoit |
| Infrarouges (IR) | Supérieure à 800 nm | Chaleur rayonnée, télécommandes |
1 nm = 10⁻⁹ m et 1 µm = 10⁻⁶ m = 1 000 nm.
Tout corps chaud émet un rayonnement
Un corps émet un rayonnement qui dépend de sa température. Son spectre présente un maximum pour une longueur d'onde λmax.
Loi de Wien : λmax × T = 2,90 × 10⁻³ m·K, avec T en kelvins (T = θ + 273).
Plus un corps est chaud, plus λmax est petite : le métal chauffé passe du rouge sombre au blanc.
Exemple travaillé : le corps humain
La peau est à environ 34 °C en surface, le corps à 37 °C, soit T ≈ 310 K.
λmax = 2,90 × 10⁻³ / 310 ≈ 9,4 × 10⁻⁶ m ≈ 9,4 µm.
C'est bien au-delà de 800 nm : le corps humain émet surtout des infrarouges. Ils sont invisibles à l'œil nu et sans danger pour l'homme.
À comparer : le Soleil (surface ≈ 5 800 K) a son maximum vers 500 nm, dans le visible.
Sur la courbe de Wien (λmax en fonction de T), on lit directement la longueur d'onde d'émission maximale d'un corps de température connue.
Des détecteurs qui s'en servent
| L'appareil | Son principe |
|---|---|
| Thermomètre infrarouge | Mesure l'intensité des IR émis par le front ou le tympan et en déduit la température |
| Caméra thermique | Forme une image où chaque zone est colorée selon son émission IR : repérage de victimes, de fièvre, de fuites de chaleur |
| Détecteur de présence | Réagit à la variation d'IR quand un corps chaud passe dans son champ |
Les infrarouges du corps humain ne sont pas à confondre avec les ultraviolets du Soleil, qui, eux, sont dangereux pour la peau et les yeux.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
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1.Quelles sont les limites du domaine visible dans le vide ?
2.Le rayonnement principal émis par le corps humain appartient au domaine :
3.Que dit la loi de Wien ?
4.Plus un corps est chaud, plus la longueur d’onde de son maximum d’émission est :
5.Convertis 37 °C en kelvins.
6.Les infrarouges émis par le corps humain sont dangereux pour la santé.
0 / 6 questions
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