Pourquoi un objet est transparent ?
Salut à tous !
Je cherche à comprendre pourquoi de la matière est transparente, et pourquoi que sur certaines longueurs d'ondes. J'ai lu que le verre reproduisait les fréquences de la lumière qui lui arrive dessus derrière lui et décalé, d'où la diffraction. J'ai cru comprendre que la transparence était lié à la manière dont les atomes (et même les molécules) sont arrangés.
Pouvez-vous éclairer mes lumière sur le fonctionnement de ce phénomène ?
Merci d'avance
Désolé pour la question qui était :
Pouvez-vous éclairez ma lanternes sur le phénomène de transparence ?
Aucune idée ?
Merci d'avance
Bonjour,
J'adore cette question ! Pourquoi ? Parce qu'en faisant un très gros raccourci, on peut dire que la transparence est l'un des deux modes par défaut de la nature avec l'aspect métallique (et non pas une exception bizarre comme beaucoup semblent le penser, non pas sans raisons, la plupart des objets courants sont opaques)...
Bon, évidemment, dit comme ça, je fais clairement de la provoc', mais ce que j'aime dans cette question c'est que les gens qui la posent savent que le verre des fenêtres est transparent, mais que la laine de verre ne l'est pas plus que du papier... Pourtant ils sont fait du même matériau...
Alors, pourquoi dis-je donc que les deux modes de la nature sont transparent ou métallique ? Parce qu'en très grossière approximation, un corps est soit conducteur soit isolant (d'un point de vue de l'électricité). La différence entre les deux étant le comportement vis-à-vis des champs électriques, et sachant que la lumière est une onde électromagnétique, il va y avoir différents effets.
Le conducteur réfléchit la lumière parce qu'il refuse de se laisser pénétrer par un champ électrique. Je ne vais pas rentrer dans les détails ni le comment, mais cette propriété explique l'aspect métallique (car la lumière ne peut que se réfléchir à la surface d'un conducteur).
Pour l'isolant, bah comme les champs électriques et magnétiques peuvent exister en son sein, il n'y a aucune raison pour qu'ils ne soient pas transparent (la lumière « a le droit » de les traverser).
En réalité, si le champ électrique peut traverser un isolant, il est quand même modifié par icelui : l'isolant est polarisable : sous un champ électrique, il acquiert un moment dipolaire électrique. Ce moment électrique à son tour modifie le champ électrique local...
Cette rétroaction fera ralentir la lumière dans le milieu choisi (verre, eau, diamant) et on a alors le phénomène de réfraction. Mais quand la particule d'isolant est petite (de l'ordre de la longueur d'onde de la lumière), le moment dipolaire oscillant de la particule isolante soumise à une onde électromagnétique va faire diffuser la lumière dans toutes les directions (et non plus seulement la direction de propagation). Le gros bloc de verre devenu laine devient alors opaque et blanc.
Voilà, je t'ai donc expliqué l'opacité et non la transparence car c'est l'opacité qui, bien que beaucoup plus courante dans la nature (solide tout du moins) est le véritable phénomène compliqué.
Bon courage, cordialement,
Hibou
P.S. Il y a une expérience pour s'en convaincre qui consiste à faire disparaître de la laine de verre dans un liquide. L'indice du verre étant de 1.5 environ, on peut essayer les liquides les moins toxiques de cette liste : http://www.geoforum.fr/topic/17593-l...de-refraction/
En trempant la laine dans le liquide, les petites particules ont la même polarisabilité que le liquide qui les entoure. Du point de vue de la lumière, il n'y a plus qu'un gros bloc de matériau dans lequel elle se déplace à 200000 km/s au lieu de tout un tas de petit bouts dispersé qui la font diffuser... Perso, je pense que la glycérine est déjà un bon choix (facile à trouver, pas toxique, pas gras, inodore), mais j'ai jamais testé.
impossible, donc, de trouver un conducteur transparent ?
Le diamant peut-être semi-conducteur dans certaines conditions, et l'eau est un conducteur ionique, Dominique.Envoyé par Maou
[et le vide laisse passer les électrons, Gaston]
« le pire n'est jamais acquis … la dérision est une culture »
ça existe, mais en couche fine
http://fr.wikipedia.org/wiki/Oxyde_d...ium-%C3%A9tain
Bonsoir,
Pour completer, je me permetrais simplement d'ajouter que la notion de Transparent est de l'ordre du Consensus.
Ca ne veut pas dire grand chose physiquement, tout depend de l'epaisseur des couches atomiques, et de la Lumiere (polarisation, Frequence)
La disposition des atomes joue sur la deviation de la lumiere et sa polarisation. Donc l'etat cristalin. D'accord.
Des experiences ont été réalisées en nantotechnologie avec des plaques unicouches de carbone (graphene ?), et on s'appercoit que la polarisation du photon change en traversant le materiaux.
ce qui est normal. Mais depasse les prédictions.
J'aurais aimé posté le lien mais je ne trouve plus la news récente, donc à vérifier.
Donc je m'avancerait pas trop en disant que la transparence et la conductivité sont incompatibles.
Merci de vos réponses,
Donc si j'ai bien compris, les matériaux conducteurs ont comme propriété de ne pas pouvoir contenir de champs éléctriques, et les isolants si. Mais quand tu dis que la laine de verre diffuse la lumière parce qu'il s'agit de petites particules, n'est-ce pas simplement dus aux nombreuses réfraction et aux nombreux changements de milieux ?
Sinon, si j'ai bien compris, tout les isolant reproduisent le champ éléctrique qu'ils reçoivent, mais plus ou moins dans la bonne direction, ce qui les rend opaques ou transparents...
Bonjour.
Effectivement, les électrons libres des métaux ont un comportement qui se traduit par une réflexion de la lumière. Et ceci est de la même nature que la conduction électrique. D'ailleurs, ce comportement dépend de la fréquence et certains métaux deviennent transparents aux UV.
Le cas de l'oxyde d'étain déposé sur du verre est presque unique. Mais très courant dans la vie de tous les jours. Tous les écrans à cristaux liquides utilisent ce procédé. Mais comme dit plus haut, l'oxyde d'étain est un mauvais conducteur et presque transparent en couches minces. Sa fréquence de plasma fait qu'il dévient transparent avant les UV.
Dans les explications précédentes on n'a pas mentionné pourquoi des diélectriques sont opaques. La raison est que leurs molécules comportent des bandes d'énergie qui permettent à des électrons de changer de niveau avec une gamme d'énergie des photons plus ou moins large. Et je parle bien des niveaux d'énergie moléculaires (qui comportent des bandes) et non de niveaux d'énergie atomiques.
On peut transformer des diélectriques originalement transparents en diélectriques colorées ou opaques en ajoutant des molécules adéquates, comme des colorants.
Au revoir.
Tres interressant cet aspect moleculaire.
Ca me pose un interrogation.
Si les photons "modifient" les molecules, leur degres de liberté si je comprend bien mais je me trompe peut-être sur l'interpretation à donner.
Alors il devrait bien arriver un moment ou l'energie transmisse par les photons, si le materiaux est opaque, ne puisse plus être absorbé.
Donc le materiaux deviendrait transparent ?
Ne serait-ce pas qu'il y a un equilibre qui s'effectue dans la matiere, dont l'effet à terme serait une diffusion depuis la surface du materiaux de cet exces d'energie ?
Emmis sous forme de Rayonnement du Corps Noir ?(gris pour les puristesi).
Donc un materiaux pourrait-il devenir opaque si on le refroidit ou transparent lorsqu'on l'echauffe ?
Cet effet serait alors pondéré par la vitesse à laquelle le materiaux se met à l'equilibre.
On a des exemples qui peuvent valider ou invalider cette interpretation ? Comment réagit le Fer en fusion par exemple.
En fait il va chauffer avant ça et d'ailleurs :
Tout à fait.
Il est opaque (et très lumineux, vaut mieux pas s'approcher trop près si tu veux garder ta peau intacte)
Il est certain que la transparence doit être influencée par la température puisque les propriétés varient avec la température. Mais je n'ai pas d'exemple en tête.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Re.
Les photons ne modifient pas la matière de beaucoup.
Les photons absorbés par des électrons dans l'encre noire ou bleu retombent immédiatement à leur état de base et réchauffent l'objet.
Très exceptionnellement ils peuvent rester dans des états métastables (matériaux phosphorescents) ou retomber par de la fluorescence.
Mais, en aucun cas vous ne pouvez inverser la population et rendre le corps transparent.
Il y a le cas inverse: les verres ou plastiques photochromiques qui s'obscurcissent temporairement à la lumière
À long terme, il est connu de toutes les ménagères que la plupart d'objets se décolorent à la lumière. Un écrit au feutre se décolore en quelques mois. Si on veut qu'un papier peint ne se décolore pas il faut payer pour des couleurs résistants à la lumière.
Le fer en fusion est un conducteur métallique et se comporte comme tel. Il réfléchit la lumière même si c'est difficile à voir à cause de la lumière émisse par rayonnement.
A+
