Comment se fait t-il que quelque chose soit bleu ou rouge...

[invitef2853e5d]

Salut all

Je me suis toujours demandé ça.

Comment ca se fait qu' un coquelicquot soit rouge une violette violette.

De plus une couleur, pour qu' elle puisse revoyé du bleu ou du rouge, cela vient de sa concistance ou autres choses, je comprends pas.

[invite79a98872]

C'est objets sont éclairés par toutes les couleurs (la lumière blanche en est la superposition) mais les pigments absorbent certaines couleurs et en réfléchissent d'autres.

[invitea3fc981a]

La réponse se situe au coeur des atomes... J'aime bien commencer mes explications comme ça, ça rajoute de l'emphase et du suspense

Oui donc, les atomes ce sont des noyaux (chargés positivement), avec des électrons (négatifs) autour. Et ces électrons, ils ne peuvent pas se mettre n'importe comment : seules certaines énergies leur sont permises, disons E₀, E₁, E₂, etc. On dit que l'énergie est quantifiée, par opposition à une énergie continue (comme quand on tombe par exemple, on ne fait pas de "sauts" mais on tombe de façon linéaire et continue).

Eh bien les électrons justement, ne peuvent pas tomber ou monter en énergie de façon continue, mais doivent faire des sauts d'une énergie à une autre. Mettons qu'on donne de l'énergie à un électron, il peut passer du niveau E₁ au niveau E₂ par exemple. S'il veut redescendre au niveau E₁, il doit libérer de l'énergie : il libère en fait un photon, qui a exactement l'énergie E₂-E₁. Et comme l'énergie d'un photon correspond à la couleur qu'on perçoit... Le lien se fait directement.

Les valeurs des différents niveaux d'énergie dépend de l'atome, de la molécule, du matériau considéré... La différence d'énergie, et donc les "couleurs" possible aussi.

[invitef2853e5d]

Pourquoi doivent-ils changer d' energie??

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite79a98872]

Très bonne explication, je ne pensais pas aller aussi profondément dans le problème mais tu as raison. C'est l'occasion d'apprendre plein de choses.
Merci

L'énergie de ces électrons est modifiée lorsque des photons arrivent sur tes atomes (ce qui est le cas quand ton coquelicot est dehors en plein jour) on dit que les atomes sont excités puis ils doivent se désexciter car ce n'est pas leur état habituel (fondamental). Mais je dois laisser la réponse à Konrad !

[invite7a0e10e1]

Pourquoi doivent-ils changer d' energie??

Il faut le demander à la particule quarks et à l'atome!

[invitef2853e5d]

Ah ok, en fait c' est utile pour eux, mais on n' a pas encore su l' expliquer??

[invite79a98872]

Il faut le demander à la particule quarks et à l'atome!

Je suis d'accord que pour les perfectionnistes il faudrait faire ça, mais les modèles des atomes marchent très bien et on a pas besoin de sortir toute l'artillerie ! Pour la rotation de la Terre autour du Soleil tu ne considères pas toutes les interactions entre tous les quarks et les électrons des 2 corps !!!

[invitea3fc981a]

C'est dû à une propriété en électromagnétisme : une charge accélérée émet du rayonnement, et donc perd de l'énergie. Un électron en mouvement autour d'un noyau perdrait de l'énergie et s'écraserait très vite sur le noyau (en une fraction de seconde), or ce n'est pas ce qui est observé... C'est donc que la physique "classique" est insuffisante.

La physique quantique introduit la quantification de l'énergie, et dans ce modèle les atomes sont parfaitement stables. Les électrons ne peuvent pas avoir n'iomporte quelle énergie, ou si tu veux une image ils ne peuvent pas être à n'importe quelle distance du noyau, seulement certaines distances (certaines énergies) sont autorisées. C'est un modèle très puissant et qui a fait ses preuves (et les bases théoriques sont beaucoup plus profondes que ce que je raconte là évidemment...).

Lorsqu'un électron reçoit de l'énergie (de la lumière -un photon- qui lui tombe dessus par exemple), soit il en reçoit assez et alors il peut passer au niveau d'énergie au-dessus, soit il n'en reçoit pas assez et il reste sur son niveau ; il ne peut pas prendre une énergie intermédiaire. Or un atome échange en permanence de l'énergie avec l'extérieur, donc il en reçoit et en redonne sans arrêt.

Du coup, les électrons changent souvent de valeur d'énergie. Il peuvent recevoir n'importe quelles énergies de l'extérieur, mais comme ils ne peuvent redescendre que sur certains niveaux bien définis, ils ne peuvent pas émettre n'importe quelle énergie (donc pas n'importe quelle couleur).


J'espère que je suis assez clair, j'essaye d'être assez simple car je pense que tu n'es pas du genre à vouloir rentrer dans les équations ni les explications trop longues et bourrées de termes techniques...

[invite8c514936]

Je ne suis pas vraiment d'accord avec vos explications en terme de quantification de l'énergie : la largeur des raies atomiques est très faible, alors que les couleurs des corps correspondent en général à des bandes d'absorption larges !!

[invitea3fc981a]

Ben... c'est pour expliquer un peu "avec les mains". Après, c'est sûr qu'on peut rentrer dans les règles de transitions électroniques, les hybridations d'orbitales dans les composés moléculaires ou solides, ou la génération des photons de très hautes énergies par des particules très accélérées... Mais je ne crois pas que ce soit le genre d'explication attendue. J'ai pensé qu'on attendait plus du descriptif que de l'équation dans ce topic, mais peut-être me suis-je trompé.

[invite7a0e10e1]

Je ne suis pas vraiment d'accord avec vos explications en terme de quantification de l'énergie : la largeur des raies atomiques est très faible, alors que les couleurs des corps correspondent en général à des bandes d'absorption larges !!

c'est la photosynthèse alors!, c'est de newton les raies blanches (la lumière) du soleil diffractés par un prisme donne les couleurs, et heu photon=lumières donc on peut pensée que tout ce passe au niveau de la photosynthèse!

[invite8c514936]

Ben... c'est pour expliquer un peu "avec les mains". Après, c'est sûr qu'on peut rentrer dans les règles de transitions électroniques, les hybridations d'orbitales dans les composés moléculaires ou solides, ou la génération des photons de très hautes énergies par des particules très accélérées...

Je comprends bien ,mais je pense quand même que la quantification de l'énergie a un rôle lointain à jouer dans cette histoire, on pourrait surement expliquer les choses encore plus simplement sans parler de physique quantique, non ? %ais je me trompe peut-être, il faut que je réfléchisse (traduction : ...)...

[invitec68df109]

c'est la photosynthèse alors!, c'est de newton les raies blanches (la lumière) du soleil diffractés par un prisme donne les couleurs, et heu photon=lumières donc on peut pensée que tout ce passe au niveau de la photosynthèse!

La photosynthèse est la réaction qui permet aux plantes de synthétiser du sucre a partir de Co2 et d'eau ...

[invite42a35b21]

Je ne suis pas vraiment d'accord avec vos explications en terme de quantification de l'énergie : la largeur des raies atomiques est très faible, alors que les couleurs des corps correspondent en général à des bandes d'absorption larges !!

Bien sûr, la réflexion occasionnée par un corps "quelconque" a un spectre beaucoup plus large que celle d'un corps pur... et la lumière incidente n'est pas forcément monochromatique...

De plus intervient ici la perception visuelle, beaucoup moins analytique qu'un analyseur de spectre...

Au passage, certains corps paraissent colorés alors qu'ils ne contiennent pas de pigments. C'est le cas des plumes d'oiseaux, par exemple, dont le réseau est tellement fin qu'il "analyse" la lumière et ne renvoit que certaines longueurs d'ondes, sans que des pigments colorés n'absorbent et ne renvoient ces longueurs d'onde.

[invitea3fc981a]

Je ne suis pas vraiment d'accord avec vos explications en terme de quantification de l'énergie : la largeur des raies atomiques est très faible, alors que les couleurs des corps correspondent en général à des bandes d'absorption larges !!

Après avoir quelque peu réfléchi à la question, je ne vois pas comment expliquer ce phénomène autrement, et les couleurs des objets sont bien dûes à des absorptions (dûes aux transitions atomiques) de la part de ses constituants. Quel autre phénomène pourrait entrer en cause ?

Pour ce qui est de la largeur des raies, on peut l'expliquer par l'agitation thermique, qui transforme une absorption à une longueur d'onde précise en une gaussienne (du fait du décalage Doppler des niveaux d'énergie).


Pour une explication "avé les mains", n'est-ce pas satisfaisant ? :confused:

[invitea0046ad4]

Après avoir quelque peu réfléchi à la question, je ne vois pas comment expliquer ce phénomène autrement, et les couleurs des objets sont bien dûes à des absorptions (dûes aux transitions atomiques) de la part de ses constituants. Quel autre phénomène pourrait entrer en cause ?

De la diffraction ou des interférences par exemple.
Comme dans le cas des ailes de certains papillons et même pour des fleurs. On observe alors des couleurs interférentielles (très jolies d'ailleurs).
Et aussi de la fluorescence/phosphorescence, également observée sur des végétaux et des animaux.

Pour ce qui est de la largeur des raies, on peut l'expliquer par l'agitation thermique, qui transforme une absorption à une longueur d'onde précise en une gaussienne (du fait du décalage Doppler des niveaux d'énergie).

Pour ce qui est de la largeur des raies intervenant dans la couleur des objets, l'élargissement Doppler me semble tout à fait négligeable.
On a des bandes d'énergie assez larges parce qu'il s'agit de molécules complexes et non isolées.

A+

[invite8c514936]

On a des bandes d'énergie assez larges parce qu'il s'agit de molécules complexes et non isolées.

En effet. C'est ce que je n'arrivais pas à formuler... C'est pour ça que ça me gêne de parler de "transitions atomiques" pour expliquer les couleurs. Il faudrait parler de "transitions électroniques"...

[invitea3fc981a]

Oui bien sûr, j'avais pris l'exemple des atomes parce que c'est une manière simple de voir les choses, mais évidemment dans la Nature il n'y a pas d'atome isolé... Ce sont effectivement les niveaux des états électroniques des molécules (ou des composés d'une manière générale) qui interviennent, merci d'apporter cette précision (mais le principe reste en gros le même).

[invite309928d4]

Complément d'information :
les changements de niveaux d'énergie des électrons donnent des photons ayant une certaine énergie. Cette énergie correspond à une longueur d'onde.
Par exemple les photons rouges ont une longueur d'onde de 570 nm environ.
Si nous voyons ces photons, c'est que l'oeil a des capteurs réagissant à cette longueur d'onde comme les radios ont des capteurs réagissant aux longueurs d'onde radio. La lumière est électromagnétique comme la radio, seule l'énergie en jeu change.
Les capteurs de l'oeil sont des molécules présentes dans des cellules spécialisées de la rétine. Il y a les cones, des cellules spécialisées dans la vision soit du rouge, soit du vert, soit du bleu, et les batonnets, des cellules sensibles à la luminosité, c'est-à-dire à toutes les longueurs d'onde du spectre visible.
Dans les batonnets, c'est une molécule appelée rhodopsine qui provoque le signal. Elle est constitué de vitamine A et d'une protéine, l'opsine, et lorsque elle est exposée à la lumière elle se dissocie en ces deux composants. Cette réaction chimique provoque un signal électrique dans la cellule qui se propage dans le nerf optique jusqu'au cerveau où il est interprété.
Et voilà comment on passe d'un changement d'énergie d'électrons à la vision.
Plus d'infos ici : http://www.lecerveau.mcgill.ca/flash..._02_m_vis.html