Pourquoi la diffusion "absorbe-t-elle" certaines longueurs d'onde ?

[Arbu]

Bonjour !

Cette question peut paraître bizarre, ça a l'air de tomber sous le sens mais je me demande bien pourquoi on dit toujours que la lumière qui n'a pas été diffusée possède toutes ses longueurs d'onde sauf celles qui ont été diffusées.
Bon, un exemple pour être plus clair : la diffusion de Rayleigh. Lorsque l'onde lumineuse arrive sur l'atome, elle crée un dipôle électromagnétique générant une onde à dominante bleue. Très bien. Mais qu'arrive-t-il à l'onde incidente ? Il ne me semble pas qu'elle soit absorbée, elle devrait donc continuer sa route de lumière blanche, non ? Alors pourquoi le soleil est-il jaune (blanc moins bleu, à ce qu'on dit) ?

Par ailleurs, dans le cas du soleil, une partie de la lumière qui arrive directement jusqu'à nous a elle aussi été diffusée (l'atome diffuse aussi dans la direction incidente). Ne voit-on pas ce bleu quand on regarde le soleil parce que l'intensité de la lumière diffusée est beaucoup moins importante que celle du soleil, ou est-ce parce que l'intensité de la lumière diffusée dépend aussi de la direction de l'onde incidente et que cette intensité est nulle quand la direction de l'onde diffusée est la même que celle de l'onde incidente ?

Voilà, des petites questions auxquelles je n'ai pas trouvé de réponses malgré les nombreuses explications que j'ai lues. Bonne journée !
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[Resartus]

La lumière blanche n'existe pas en tant que telle. Elle est composée d'une multitude d'onde de fréquences différentes (on peut parler aussi de milliards de photons chaque seconde, chacun avec sa couleur), Si on regarde cette lumière à travers un prisme, on voit bien que cette lumière contenait toutes les couleurs. Ensuite c'est juste l'oeil qui en captant toutes ces fréquences différentes, réagit différemment selon la nature du mélange. Le cerveau traite cela et conclue qu'il du blanc quand le mélange est équilibré, ou du rouge quand il y a plus de photons autour de ces couleurs, etc.

Quand il traverse un milieu matériel, un photon peut être absorbé, dévié ou bien traverser tout droit. La probabilité qu'il soit absorbé ou dévié est d'autant plus grande que le milieu traversé est plus épais, et dépend aussi de sa couleur. Par exemple, dans l'air, les photons violets ont une plus forte probabilité d'être déviés. Les bleus un peu moins que les violets, etc. Ceux qui ont la plus faible probabilité d'être déviés sont les rouges
Quand on regarde à travers ce milieu, le mélange de couleurs que l'on voit sera modifié, puisque beaucoup de bleus et violets ne seront plus là, alors qu'il restera davantage de jaunes, orangés et rouges. La couleur vue par l'oeil devient plus rouge.
Par contre, si on regarde de travers le milieu traversé (le ciel), on ne verra que les rayons qui ont été déviés vers nous, il y aura plus de bleus et violets que de rouges. Le cerveau verra du bleu.

[Arbu]

Ok, j'y vois plus clair. Seulement, je n'arrive pas à faire le lien avec l'explication de la diffusion Rayleigh selon laquelle l'onde incidente crée un dipôle. Si j'ai bien compris cette vision, l'onde électromagnétique, en arrivant sur l'atome, va déplacer les électrons qui vont créer un dipôle électrique avec le noyau, lui-même générateur d'une onde d'autant plus intense que la longueur d'onde incidente est proche du bleu.

Je crois comprendre que l'onde est un modèle macroscopique pour décrire les effets de milliards de photons sur la matière. Le lien entre les deux modèles serait-il alors que chaque photon, en arrivant sur l'atome, va déplacer un peu un électron avec lequel il s'est "entrechoqué" tout en étant dévié, et que ceci arrivant énormément de fois très vite et chaque photon étant dévié dans n'importe quelle direction est assimilable à la diffusion isotrope d'une onde ?
Et dans ce cas, l'onde incidente "disparaitrait" (c'est à dire que la direction de chaque onde serait déviée, ceci assimilable à une nouvelle onde, la première semblerait absorbée).

C'est très flou dans mon esprit.

[Resartus]

SI vous préférez l'explication par les ondes, l'onde incidente va déclencher une vibration de l'électron qui va émettre une onde électromagnétique de même fréquence (ou couleur).
Dans la direction de l'onde incidente, cela fait un signal qui va se retrancher à elle. La différence des deux ondes va continuer vers l'avant, et l'effet global ressemble à ce qu'on aurait si l'onde était légèrement ralentie. C'est comme cela qu'on explique que la vitesse de la lumière soit plus faible que dans le vide.
Une autre partie du rayonnement émis par l'électron va se propager dans une direction différente. Ce sont les ondes diffusées.

En termes de photons, celui-ci peut passer sans choc, ou être dévié d'un angle aléatoire par le choc avec un électron. Le rayonnement diffusé n'est pas tout à fait isotrope (et en particulier, la polarisation du photon incident joue un rôle).

[A voir en vidéo sur Futura]

[Arbu]

Ah, très bien, je sais maintenant ce qu'il advient de l'onde incidente.
Merci beaucoup pour ces explications détaillées !

[damastate]

Bonjour. Je voulais savoir, lorsqu'on l'onde passe à côté de l'atome et excite ses électrons, est-ce qu'elle perd de l'énergie ? Je dirais que oui puisque l'atome va émettre des ondes donc il faut bien que l'énergie viennent de quelque part.