INFRAROUGE

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Transmission du rayonnement

Transmission par l'atmosphère

La transmission par l'atmosphère est liée à la concentration des gaz et des particules qui constituent cette atmosphère ; elle dépend donc de très nombreux facteurs, en particulier de l'absorption propre à chaque gaz, des conditions météorologiques, de la température et de l'altitude.

L'azote et l'oxygène, composants fondamentaux de l'air, ne présentent aucune absorption dans tout le domaine infrarouge, mais les autres gaz : CO2, O3, N2O, CO, etc., et la vapeur d'eau possèdent des zones d'absorption spécifiques, qui correspondent à certains modes de vibration moléculaire. Si l'on désigne par l l'épaisseur d'atmosphère traversée et par k0(ν) le coefficient d'absorption sous la pression p0, l'intensité incidente du rayonnement I0 est atténuée et l'intensité I transmise est donnée par la loi de Beer-Lambert :

p désigne la pression partielle du gaz considéré.

La concentration en volume du gaz carbonique par exemple reste constante et voisine de 0,03 p. 100 ; sa pression partielle p varie donc comme la pression atmosphérique pa qui décroît suivant une loi exponentielle en fonction de l'altitude z :

z0 est une constante qui doit être prise égale à 7,72 km si z est exprimé en km ; P est la pression atmosphérique à l'altitude z = 0. On en déduit :

Chaque gaz absorbant possède des bandes d'absorption dont la position est bien définie et dont la largeur dépend de l'épaisseur traversée. La vapeur d'eau présente de très fortes absorptions vers 1,3, 1,75, 2,75 et 6 μm ; le dioxyde de carbone vers 2,0, 2,7, 4,25 et 14,5 μm ; l'ozone vers 9,5 μm en haute altitude. Par suite de la présence de l'ozone à haute altitude, l'absorption n'est pas identique selon la verticale. On peut observer quelques zones spectrales de transparence (zones où il n'y a pas d'absorption), définissant des fenêtres atmosphériques, qui sont utilisées pour la détection ou le guidage des engins et dans le domaine des téléco [...]

Absorption de l'atmosphère

Diaporama : Absorption de l'atmosphère

Diaporama

Facteur d'absorption de l'atmosphère en fonction de la longueur d'onde suivant l'horizontale (a) et suivant la verticale (b). 

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Écrit par :

  • : professeur à l'université de Paris-XI, Orsay
  • : professeur à l'université de Nancy, directeur du Laboratoire d'Infrarouge lointain à l'université de Nancy-I
  • : attaché de recherche au C.N.R.S., Gif-sur-Yvette

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Pour citer l’article

Pierre BARCHEWITZ, Armand HADNI, Pierre PINSON, « INFRAROUGE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 26 mai 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/infrarouge/