Les couleurs et les atomes...
Bonjour, je suis en premiere S et je fais un TPE sur les feux d'artifices. J'ai deja un certain nombre d'information, mais je me posse beaucoup de questions concernant les couleurs... En effet, j'ai deja entendu parler des photons(il me semble) et j'aimerai comprendre ce que c'est exactement. Apparement c'est eux qui donnent la couleur aux objets?!
Si vous pouviez me renseigner sur "comment sa marche" cela me serai d'une tres grande aide!!
Merci d'avance =)
Un photon est un grain de lumière. Un corps lumineux émet des milliards de photons dans l'espace par seconde. Les photons peuvent être bleus, verts, jaunes, etc. Un feu rouge émet des photons rouges. Quand il tourne au vert, il émet des photons verts.
Tous les corps chauds émettent des photons, mais la plupart sont invisibles, car ils sont dans l'infrarouge et l'oeil ne les voit pas. Quand la température du corps chaud atteint 800°C, le corps chaud émet des photons rouges. On commence à le voir si l'éclairage ambiant est faible. Plus on chauffe, plus il émet de photons visibles, mais leur couleur change un peu. A 1000°C, il est lumineux en plein jour et plutôt orange, et c'est pareil pour tous les corps chauffés à cette température. A 1500°C, il est éblouissant, mais la lumière est surtout dans le jaune. On n'arrive pas beaucoup plus haut sur Terre. mais il existe des étoiles vertes ou même bleues.
Ce que je viens de dire est valable pour les objets solides et liquides. Pour les gaz, c'est une autre chose. Les gaz chauds émettent des couleurs qui ne dépendent que peu de la température, mais qui dépendent surtout de la nature chimique du gaz. Le lithium gazeux et chaud émet une lumière rouge pourpre. Le sodium jaune, le cuivre vert, etc. Cela dépend des changement d'orbite des électrons qu'il possède.
Merci pour ces informations interesantes. Je pense mieux cerner (un peu du moins) ce qu'est un photon.
Vous avez dit que la couleur d'un gaz dépendait "des changement d'orbite des électrons qu'il possède. " Je ne vois pas comment ils changeraient d'orbite... Pouriez vous me l'expliquer??
Les électrons sont attirés par le noyau de l'atome. On peut admettre qu'ils tournent autour du noyau comme des planètes autour du Soleil. C'est faux, car leur mouvement est plus compliqué. Mais si on fait cette hypothèse, on en tire des conclusions correctes pour ce qui suit.
Normalement les électrons "tournent" le plus près possible du noyau. Mais si on leur donne de l'énergie, par exemple en chauffant, ou avec une étincelle électrique, on peut les faire tourner plus loin, ou même les arracher complètement de l'atome.
Or il se trouve qu'ils ne restent pas longtemps sur ces orbite lointaine. Au bout d'une fraction de seconde, ils reviennent sur leur orbite initiale. Mais ce faisant ils libèrent un photon de lumière en revenant. Et ce photon a une énergie qui est égale à la différence entre l'énergie de l'électron sur son orbite lointaine moins l'énergie sur l'orbite initiale.
Pour être correct, il faudrait enlever le mot orbite de tout le raisonnement précédent et le remplacer par le mot orbitale, qui est moins compromettant. Une orbite est une trajectoire circulaire. Une orbitale ne l'est pas, et on n'a pas besoin de préciser sa forme.
Donc, si je comprend bien, la couleur qui est visible dépend de l'énergie que l'électron va dégager en retournant sur son orbite d'orignie.
Est ce que l'énergie initiale de l'électron dépend de l'orbite où il se trouve normalement? Pourquoi un éléctron d'un atome de soduim produira une énergie qu'on verra jaune, tant dis que l'energie produite par un éléctron d'un atome de cuivre donnera du vert? Est ce que certains atomes "puissent" de l'énergie plus facilement, et donc les éléctrons changent de plusieurs orbites et dégagent donc une plus grande énergie en "redescendant" à leur orbite initiale?
Merci beaucoup pour tout ce que vous m'avez deja appris =)
Il n'y a pas d'explication simple au fait que le sodium émet dans le jaune et le cuivre dans le vert. Pour le savoir, il faut calculer la somme de l'énergie potentielle et de l'énergie cinétique de rotation des électrons dans les atomes de sodium et de cuivre, et faire la somme sur leurs différentes orbitales possibles, puis faire la différence.
C'est un calcul compliqué par le fait qu'il y a beaucoup d'électrons sur chaque atome, et que chaque électron repousse ses voisins en même temps qu'il est attiré par le noyau. De plus tous ces électrons sont en perpétuel mouvement.
Personne ne peut faire un pareil calcul sans l'aide d'ordinateurs.
Il vaut mieux prendre comme un fait acquis que le sodium émet dans le jaune, le potassium dans le violet, le cuivre dans le vert, etc.
Ce qui explique la couleur des feux d'artifices est donc l'émision de photon par les différents matériaux qui les composent? L'oxydation à telle quel que chose à voir avec ou pas du tout?(excusez moi, je m'éloigne un peu du sujet de départ...^^)
L'oxydation n'a rien à voir avec la couleur. L'oxydation fournit l'énergie qu'il faut pour porter les atomes de sodium, strontium, etc. à une température assez élevée pour qu'ils se mettent à émettre leur propre luminescence.
Je vois. Merci beaucoup =)
