ÉQUILIBRE THERMODYNAMIQUE LOCAL
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ÉQUILIBRE THERMODYNAMIQUE LOCAL
ÉQUILIBRE THERMODYNAMIQUE LOCAL
L’hypothèse la plus simple admise dans l’étude des gaz ionisés, ou plamas, est celle de l’équilibre thermodynamique (
E.T.). Dans une telle hypothèse, il y a microréversibilité de tous les processus susceptibles de modifier la population des niveaux atomiques: excitation et désexcitation par collision ou par rayonnement. Les fonctions de distributions microscopiques sont déterminées à partir des paramètres macroscopiques essentiels du milieu: pression et surtout température. Sont ainsi vérifiées les lois de Maxwell (distribution des vitesses), de Boltzmann (population des niveaux excités), de Saha (degré d’ionisation) et de Guldberg-Waage (distribution des molécules et de leurs produits de dissociation), la densité du rayonnement étant supposée donnée par la fonction de Planck (rayonnement du corps noir) pour une température égale à celle des particules.
En général, le rayonnement observé ne suit pas la loi de Planck, puisqu’il apparaît dans le spectre des discontinuités (raies d’émission ou d’absorption). Le rayonnement n’est pas isotrope, le milieu n’est pas homogène, il n’existe pas de température thermodynamique unique T dans le milieu. Les astrophysiciens ont introduit l’hypothèse, moins restrictive, de l’équilibre thermodynamique local (
E.T.L.), dans lequel il y a encore microréversibilité des processus uniquement lors des collisions entre particules. Le système à température uniforme T est remplacé par un ensemble de plusieurs sous-ensembles aux températures différentes, et tels que le flux d’énergie entre deux d’entre eux soit infiniment petit. Dans chacun de ces sous-systèmes, localement, les lois de Maxwell, de Boltzmann, de Saha et de Guldberg-Waage restent vérifiées. En revanche, la distribution du rayonnement ne suit plus la loi de Planck. Il n’y a plus microréversibilité des processus dus au rayonnement. Ce flux de rayonnement, de l’intérieur vers l’extérieur, est solution d’une équation de transfert d’énergie qui traduit la propagation du rayonnement à travers le plasma.
Encyclopédie Universelle.
2012.
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