pigments: confusion radiations absorbées/diffusées/reçues par l'oeil

[mor]

Bonjour,

J'aimerais avoir quelques éclaircissements sur le point suivant: la couleur des pigments.
J'arrive à la conclusion ammusante que tous pigments colorés éclairés en lumière blanche devraient être........ blanc.

Mon raisonnement (à corriger) :
Prenons un pigment rouge éclairé en lumière blanche (lumière blanche = R +V +B).
Ce pigment absorbe les radiations bleues , vertes et diffuse les rouges.


La diffusion de radiations rouges signifie que des radiations rouges sont émis par le pigment dans toutes les directions.
Plus précisément les radiations rouges sont d'abord absorbées, par conséquent l'énergie des molécules constituant le pigment augmente (de valeur h.c/λrouge). Une fraction seconde après les molécules retrouvent leur état fondamental en emettant dans toutes les directions des radiations d'énergie h.c/λrouge.

Pour l'absorption des radiations bleues et vertes, le mécanisme est identique à ce que je viens de décrire cad :
- augmentation d'énergie des molécules de valeur h.c/λbleu
-retour à l'état fondamental en diffusant des radiations bleues d'énergie h.c/λbleu

Donc pour conclure, le pigment rouge diffuse des radiations rouges, vertes et bleues donc de la lumière ...........blanche ????


La seule explication que je vois qui permet d'expliquer que les molécules ne diffusent pas de radiations vertes et bleues est celle-ci:
- absorption des radiations bleues et vertes
- augmentation d'énergie des molécules de valeur h.c/λbleu
-retour à l'état fondamental en utilisant l'énergie h.c/λbleu pour autre chose que de la diffusion (mais j'ignore pour quel type de transfert d'énergie).

merci pour votre attention
-----

[Amanuensis]

(...)

Le modèle R+V+B est simpliste, mais on va s'y tenir pour rester sur le point principal.

La diffusion de radiations rouges signifie que des radiations rouges sont émis par le pigment dans toutes les directions.
Plus précisément les radiations rouges sont d'abord absorbées, par conséquent l'énergie des molécules constituant le pigment augmente (de valeur h.c/λrouge). Une fraction seconde après les molécules retrouvent leur état fondamental en emettant dans toutes les directions des radiations d'énergie h.c/λrouge.

Oui

Pour l'absorption des radiations bleues et vertes, le mécanisme est identique à ce que je viens de décrire

Non

cad :
- augmentation d'énergie des molécules de valeur h.c/λbleu

Oui

-retour à l'état fondamental en diffusant des radiations bleues d'énergie h.c/λbleu

Non.

La seule explication que je vois qui permet d'expliquer que les molécules ne diffusent pas de radiations vertes et bleues est celle-ci:
- absorption des radiations bleues et vertes
- augmentation d'énergie des molécules de valeur h.c/λbleu
-retour à l'état fondamental en utilisant l'énergie h.c/λbleu pour autre chose que de la diffusion (mais j'ignore pour quel type de transfert d'énergie).

Correct.

Le retour à l'état fondamental se fait par vibration mécanique, et finalement par augmentation de la température. L'énergie est thermalisée.

Dans un cas (rouge dans l'exemple) un phénomène essentiellement quantique (états quantiques des électrons) empêche la thermalisation, et la lumière dans cette bande est renvoyée partiellement ou totalement sans changement de nature. Dans d'autres (bleu dans l'exemple), l'énergie est thermalisée, elle passe en vibrations mécaniques.

Cela n'est valable que pour les longueurs d'onde visible à température "courante". Elles sont d'une part bien plus énergétiques que la température (6000 K contre 300 K) et le visible est dans la zone d'excitation d'orbitales électroniques de pas mal de molécules, comme par exemple celles d'électrons délocalisés d'un noyau benzénique, ce qui fait que nombre de pigment organiques contiennent un tel noyau.

Notons au passage quelques variantes qui entrent bien dans le modèle : la fluorescence est quand la désexcitation se fait par émission de plusieurs (par exemple deux) photons, de longueur d'onde plus faible que celle qui a excité l'atome. La phosphorescence correspond à une désexcitation retardée (pas en "une fraction de seconde").

[CN_is_Chuck_Norris]

Bonjour,
la chlorophylle est verte car elle absorbe dans tout le domaine du visible sauf le vert. Elle renvoie donc le vert sans rien "renvoyer" d'autre (en tout cas dans le visible).
De plus simplifier lumière blanche = R + V +B c'est un peu restrictif, non?

Pour les composés fluo qui émettent de la lumière dans le domaine visible, il faut voir leur longueur d'onde d'émission.

J'ai l'impression que tu te compliques un peu les choses.

[mor]

Merci CN_is_Chuck_Norris

la chlorophylle est verte car elle absorbe dans tout le domaine du visible sauf le vert. Elle renvoie donc le vert sans rien "renvoyer" d'autre

je suis d'accord.

En fait, mon interrogation est la suivante:
Dans mon exemple du pigment rouge, comment les molécules dissipent l'énergie apportée par l'absorption des radiations vertes et bleues ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[JPL]

Fusion de deux discussions, suppression du doublon et d'un message devenu sans objet suite à la fusion.

[Nox]

Bonjour,

En fait, mon interrogation est la suivante:
Dans mon exemple du pigment rouge, comment les molécules dissipent l'énergie apportée par l'absorption des radiations vertes et bleues ?

Cela n'est pas suffisant ?

Le retour à l'état fondamental se fait par vibration mécanique, et finalement par augmentation de la température. L'énergie est thermalisée.

Dans un cas (rouge dans l'exemple) un phénomène essentiellement quantique (états quantiques des électrons) empêche la thermalisation, et la lumière dans cette bande est renvoyée partiellement ou totalement sans changement de nature. Dans d'autres (bleu dans l'exemple), l'énergie est thermalisée, elle passe en vibrations mécaniques.

[mor]

Merci Amanuensis,

C'est bien plus clair maintenant.


Mais du coup, je me pose une nouvelle question : à propos des gaz.

Je résume d'abord pour les pigments en ce qui concerne les radiations absorbées:
- absorption des radiations
- augmentation de l'énergie de la molécule
-retour à l'état fondamemtal en dissipant l'énergie acquise par vibration.

Ce qui me surprends c'est que le mécanisme (absorption/réstitution d'énergie) est différent pour les gaz.
Prenons un gaz éclairé en lumière blanche:
La plus grosse partie des radiations incidente va être transmise.
Quelques radiations vont être absorbées. Et cette fois le retour à l'état fondamental se fait bien par diffusion des radiations absorbées, non?

Peux-tu me confirmer cela ?

[Amanuensis]

Et cette fois le retour à l'état fondamental se fait bien par diffusion des radiations absorbées, non?

Pas nécessairement. Si la réémission n'est pas suffisamment rapide, une collision peut thermaliser l'énergie d'excitation. Cela ne va concerner qu'une petite partie de l'énergie incidente, mais suffisamment pour donner une teinte ou une couleur.

Mais sinon, il est correct que les gaz ne se traitent pas comme les solides ou les liquides, parce que pendant une proportion importante du temps (d'autant plus que le gaz est plus dilué) une molécule peut être considérée comme isolée et ses orbitales électroniques non perturbées par son voisinage. Pour un solide ou un liquide, ce n'est pas le cas, et il arrive que toute le volume doive être considéré pour déterminer l'état des électrons et donc les couleurs : cas extrême des cristaux ou des métaux.

[mor]

Merci Amanuensis !!