Flux et spectre
L. Rossi, E. Marcq
- Introduction :
Pré-requis : notion de spectre électromagnétique, corps noir, loi de Kirchhoff (II.C.3)
*Note* : on se concentre sur l'IR thermique.
- Décrire :
- Source de flux IR thermique des planètes : température de la surface / de l'atmosphère
- Notion qualitative de profondeur optique ( tau = 1 là d'où vient l'émission thermique)
- Profondeur optique dépend de la fréquence pour les surfaces et le gaz : spectre parfois complexe, mais grande richesse scientifique
- Comprendre :
- Notion de température de brillance.
- Loi de Beer-Lambert sans diffusion
- Concept de sondage thermique : composition et/ou sondage de profil T(z)
- Se tester :
Des exercices avec la loi de Wien et un peu de transfert radiatif très
simple.
Voir exercice sur les Anneaux de Saturne de Fenêtres sur l'Univers ?
- Mini projet :
Spectroscopie : recherches de composés dans spectres thermique d'exoplanètes ?
Utilisation du flux IR dans les transits secondaires d'exoplanètes (conflit avec V.A.2 ?). Applet de simulation (Selsis et al. simplifié) ?
Flux ultra-violet
Jean-Yves Chaufray
Emissions UV des hautes atmosphères
- Introduction :
Prérequis: Mécanique du point, structure verticale des atmosphères, ...
- Décrire :
Description succinte des hautes atmosphères planétaires
(thermosphère, ionosphère, exosphère)
Description de la structure atomique des atomes (exemple H).
Description des différents processus d’émissions
- Excitation par le rayonnement solaire (raie résonante)
- Excitation par impact de particules énergétiques (émissions aurorales)
- Réactions chimiques (nightglow) On se focalise sur l’émissions Lyman alpha de H, des émissions dayglow UV, des émissions aurorales UV et une réaction nightglow (
ex: NO). On se limite au cas optiquement mince, quelques
mots sur la diffusion multiple
- Comprendre :
Théorie cinétique des gaz et collisions (distribution des vitesses, section efficace de collisions, libre parcours moyen, transition atmosphère/exosphère, échappement de Jeans), diffusion moléculaire(?), fonction de Chapman ?, collisions elastiques et inelastiques (excitation/ionisation par collisions) Modèle de l atome de Bohr de l’hydrogène, formule de Rydberg): Raie Lyman
alpha de H, longueur d’onde pour ioniser différentes espèces (H, O...) Facteur d’excitation et émissivité, intensité intégrée, unité Rayleigh
- Exercices possibles:
Séparation des raies Lyman alpha du deutérium et de l’hydrogène
+QCM et exercices usuels de théorie cinétique et atomistique, reprendre des exercices de Schunk et Nagy.
-
Mini- Projet :
Etudes des spectres UV de Mars; Expliquer la variation en altitude des spectres; Pourquoi les raies de l’oxygène à 135.6 nm et 297 nm ne sont pas observées à haute altitude contrairement à la raie
130.4 nm ?
Détermination de l’intensité de la raie Lyman alpha en fonction de l’altitude: Justifier simplement que l’émission n’est pas optiquement mince.
Détermination de l’intensité des Emissions de CO2+ et Cameron (SPICAM/Mars Express): détermination de l’altitude du pic, de l'échelle de hauteur au-dessus du pic, explication possible des
différences ...
Flux radio
Jean-Mathias Griessmeier, Alice Le Gall
- Pre-requis: polarisation?
- Décrire :
- XXX
- historique, avec quelles instruments, à quoi ca sert
- Comprendre :
- rayonnement corps noir / émission thermique
* physique et equations
* données
* interpretations de parametres physiques
-> cette section sera probablement deplacée lors de la restructuration ]
- - maser? (découvertes controversées, donc pas evident pour un cours)
- - rayonnement synchrotron (Jupiter)
* physique et equations
* donnees
* interpretations de parametres physiques
- - rayonnement par éclairs d'orages (Saturne, Uranus)
* physique et equations
* donnees
* interpretations de parametres physiques
- rayonnement magnetosphérique (CMI, polarisation)
* physique et equations
* donnees
* interpretations de parametres physiques
- occultation radio (Saturne, Mars, ...) (ALG?)
* physique et equations
* donnees
* interpretations de parametres physiques
- radar planetaire
* physique et equations
* donnees
* interpretations de parametres physiques
- radiometrie micro-onde (ALG)
- Se tester :
- Mini-projet :
- observation de Jupiter (rayonnement magnetosphérique) par NDA ou LOFAR?
- observation de Jupiter (rayonnement synchrotron) par LOFAR?
