Le photon
La lumière peut être considérée comme une onde électromagnétique (ayant une fréquence et une vitesse) mais aussi comme un corpuscule, appelé photon.
Chaque photon transporte une énergie précise, qui dépend de sa fréquence :
\boxed{\Large{E=h \times f=h \times \frac{c}{\lambda}}}
![USI Unités du système international](https://gmonbac.com/wp-content/uploads/2022/03/USI.jpg)
E en J
h = 6,63.10-34 J.s
f en Hz
c = 3,00.108 m.s-1
\lambda en m
h est la constante de Planck et sera toujours donnée tout comme la vitesse de la lumière c (qu'il est bon de connaître), f est la fréquence (en Hz) du photon et λ sa longueur d'onde (en m).
Emission d'un photon
Un photon est émis lorsque l'électron d'un atome passe d'un niveau excité à un niveau inférieur. Cela correspond à une raie de colorée caractéristique de l'énergie libérée.
![emission photon emission d'un photon](https://gmonbac.com/wp-content/uploads/2021/01/emission-photon.jpg)
![emission photon schema schéma de l'émission d'un photon](https://gmonbac.com/wp-content/uploads/2021/01/emission-photon-schema.jpg)
Absorption d'un photon
Un photon est absorbé lorsque l'électron d'un atome passe à un niveau plus énergétique.
Cela correspond à une bande d'absorption (absence de lumière dans le spectre).
![absorption photon absorption d'un photon](https://gmonbac.com/wp-content/uploads/2021/01/absorption-photon.jpg)
![absorption photon schema schématisation de l'absorption d'un photon](https://gmonbac.com/wp-content/uploads/2021/01/absorption-photon-schema.jpg)
Conversion d'énergie
Photo thermique
Le capteur solaire (appelé panneau solaire) convertit l'énergie lumineuse en énergie thermique qui sera transportée par un fluide caloporteur.
![chaine energetique photothermique schéma énergétique d'un panneau photo thermique](https://gmonbac.com/wp-content/uploads/2021/01/chaine-energetique-photothermique.jpg)
\boxed{\Large{Q=m_{fluide} \times c_{fluide} \times (\theta_{final}-\theta_{initial})}}
![USI Unités du système international](https://gmonbac.com/wp-content/uploads/2022/03/USI.jpg)
Q en J
m_{fluide} en kg
c_{fluide} J.kg-1.K-1
\theta en K
Photovoltaïque
Le capteur solaire (appelé panneau solaire) convertit l'énergie lumineuse en énergie thermique qui sera transportée par un fluide caloporteur.
Les rendements de ces panneaux sont très faibles (de l'ordre de 10%).
![chaine energetique photoelectrique schéma énergétique d'un panneau photovoltaique](https://gmonbac.com/wp-content/uploads/2021/01/chaine-energetique-photoelectrique.jpg)
Les deux caractéristiques I=f(U) et P=f(U) permettent de déterminer les conditions optimales pour utiliser les panneaux photovoltaïques.
On essayera autant que possible de s'approcher de la puissance maximal délivrée.
![caractéristique photovoltaique courbes caractéristiques des panneaux photovoltaïques](https://gmonbac.com/wp-content/uploads/2021/01/caracteristique-photovoltaique.jpg)
Si on souhaite alimenter directement un récepteur (par exemple une résistance) avec le panneau, on va déterminer le point de fonctionnement (point d'intersection des deux caractéristiques.
![point de fonctionnement point de fonctionnement](https://gmonbac.com/wp-content/uploads/2021/01/point-de-fonctionnement.jpg)