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Dans quelles conditions atteint-on l’état plasma ?
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Ionisation par décharge
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Mécanisme de base de création des plasmas en laboratoire
Hull, A. W., Langmuir, I.,« Control of an arc discharge by means of agrid, Proceedings of the National Academy of Sciences of the UnitedStates of America», 15(3), 218-225, 1929.
Photos de la Planeterrella
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La foudre
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10 km
La foudre
L’air est un diélectrique, isolant, tant que le champ électrique est inférieur à une limite : le champ disruptif, 3600 kV m-1
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D’où viennent les charges atmosphériques ?
Rycroft and Füllekrug 2004
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L’étude de l’électricité atmosphérique
Taranis : premier satellite dédié à l'observation et la caractérisation des phénomènes lumineux, radiatifs et électromagnétiques qui se produisent entre 20 et 100 km d'altitude au-dessus des orages. Lancement prévu fin 2019
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Ionisation par absorption de rayonnement
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Exemple de réaction
hν + O2 O2+ + e-
hν = 12,1 eV correspond à λ = 103 nm raie Lymanβ (UV)
Raie présente dans le rayonnement solaire
Un des composant de l’atmosphère
Mécanisme de base de création des ionosphères
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Le spectre solaire
En haut de l’atmosphère
En bas de l’atmosphère
Thuillier 2001
Spectre d’un corps noir à 5900 K + spectre de raies en-dessous de 160 nm
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Profondeur de pénétration du rayonnement solaire en fonction de la longueur d'onde.
Lilensten et Blelly, 1999
Les UV solaires sont arrêtés par l’atmosphère et créent l’ionosphère
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Atmosphère et ionosphère terrestres
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Ionisation par chauffage
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Influence de la température sur le degré d’ionisation
Loi de Saha à l’équilibre thermodynamique
kBT = 1 eV pour T = 11605 K
� =��
��
=��
�� + ��
=
��/��exp (−�
���)
1 + ��/��exp (−�
���)
��/� poids statistique de l’état
��
��
= 2,4 10����/�1
��
exp (−�
���)
Taux d’ionisation pour l’hydrogène atomique pour des densités totales différentes
Bittencourt 2004
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Observation de la couronne solaire dans l’ultra-violet
SOHO/EITESA/NASA
La couronne est à l’état plasma et la température est de l’ordre du MK