Absorption et émission de lumière

[invite7d64fdfd]

Bonjour à tous,

Voilà je mène actuellement un TIPE de chimie et il m'amène à m'interroger sur l'absorption et l'émission de lumière. Je travaille en particulier sur les glowsticks et leur fonctionnement (ces batons lumineux que l'on agite comme un débile en soirée) Je suis en prépa filière PC au niveau des connaissances pour information.

En fait, cette question aurait pu me venir plutôt: on sait que tous les objets absorbent, et il nous apparaissent donc de la couleur complémentaire à celle absorbée. Bien. Mais qu'est-ce qui fait que certains composés réémettent cette lumière? (Nous on nous dit juste, bon du moment que l'énergie absorbée ou émise correspond à une transition électronique, il peut y avoir absorption ou émission). Est-ce que c'est à cause de ce que l'énergie absorbée peut être transformée de plusieurs manières (reconversion, chaleur)?
Et ce qui m'intrigue au plus haut point, comment se fait-il que certains composés (je pense à des fluorochromes car c'est eux que j'étudie), apparaissent jaunes, et émettent de la lumière jaune. Pour moi si un composé est jaune, il doit émettre dans la couleur complémentaire.

Bien voilà désolé pour le pavé mais je me fais des noeuds au cerveau, j'avais besoin de mettre ça à plat.

Merci d'avance
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[moco]

Lorsqu'une substance absorbe de la lumière d'une certaine longueur d'onde, elle enlève ce composant coloré de la lumière blanche, qui du coup prend la couleur opposée. La matière absorbe donc une certaine longueur d'onde, et cela lui fournit de l'énergie. Cette énergie ne se perd pas, mais elle se transforme. La plupart du temps, elle se transforme en chaleur. Mais parfois, elle se retransforme en lumière. La molécule excitée parvient à reémettre un photon d'énergie en général un peu inférieure à celui qu'elle a absorbé un instant plus tôt. Donc si elle a absorbé du bleu, elle réemettra du jaune ou du rouge. Cette émission est appelée fluorescence si elle se produit immédiatement après l'absorption. Elle s'appelle phosphorescence si elle se produit avec du retard. Personne ne sait pourquoi certaines molécules sont fluorescentes. Il semble qu'il faille un système de cycles benzéniques conjugués. Les substances phosphorescentes sont très rares. Il s'agit en général de substances cristallines dans lesquelles une fois sur mille, un aotme d'un élément a été remplacé par un autre très voisin dans la table. On vite par exemple de substances phosphorescentes le sulfure de zinc ZnS dopé au cuivre, car le cuivre est très proche du zinc dans la table.

Les glowsticks fonctionnent sur un tout autre principe. Il s'agit de deux liquides dont l'un est inséré dans un tube fin mais étanche, et qui trempe dans une solution d'un autre liquide lui même dans un gros tube plastique. Quand on plie le tube neuf, on casse le tube fin à l'intérieur, et les deux liquides se mélangent. Il se produit une réaction chimique. Et, miracle, cette réaction ne dégage pas de chaleur mais de la lumière. L'un des liquides est un oxalate plus de la rhodamine comme corps fluorescent et l'autre est un peroxyde. La réaction produit de la lumière ultra-violette qu'on ne verrait donc pas. Mais on y ajoute de la rhodamine qui absorbe cette lumière ultra-violette, et la réémet sous forme de lumière verte. La réaction est lente, et dure quelques heures

[invite7d64fdfd]

Bonjour,
Tout d'abord merci de votre réponse,
cependant il reste un point que je n'arrive pas à éclaircir. Car si on prend un glowstick rouge par exemple, on le voit rouge, c'est donc que le tube absorbe la couleur opposée au rouge. Le tube n'est pas excité à priori, donc on voit le rouge à cause de l'absorption. Cependant, quand on plie le tube et qu'on déclenche la réaction, le tube émet une forte lumière rouge! Cela voudrait dire que le composé fluorescent n'absorbe pas dans le rouge, mais émet quand même dans le rouge?? c'est impossible non?

[invite7d64fdfd]

Bonjour,
Quelqu'un aurait-il une réponse?

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

Tu compares deux phénomènes qui n'ont pas de rapport entre eux. Les bâtons lumineux dont tu parles contiennent deux substances, dont l'une est un oxalate et l'autre est un peroxyde. L'oxalate est rouge, car il absorbe la lumière bleue et verte. Mais il pourrait bien être incolore, ou bleu. Cela n'a aucune influence sur ce qui va suivre. Quand on plie le tube, on casse la fine ampoule de peroxyde qui est à l'intérieur, et les deux liquides se mélangent. Il se produit une série de 17 réactions chimiques en cascade, eh oui, 17, selon Bassam Shakhashiri. Et l'une des dernières de ces réactions se rapportent à des molécules qui n'ont plus qu'un rapport lointain avec celles du début. Et cette nième molécule émet son énergie sous forme lumineuse. Dans le rouge, par hasard.

[invite7d64fdfd]

Bonjour,
Tout d'abord merci de ta réponse, qui me plonge dans l'incompréhension.

L'oxalate est rouge, car il absorbe la lumière bleue et verte. Mais il pourrait bien être incolore, ou bleu.

En effet, j'ai lu à plusieurs endroits que c'était toujours la même série de réactions, et qu'à la fin, le fluorochrome, qui donne sa couleur à la solution par ailleurs, absorbait l'énergie qui provient de la décomposition du 1,2, dioxyéthanedione, (dont j'ai calculé approximativement l'énergie de décomposition, et qui correspond bien à une transition électronique HO-BV), et réémettait de la lumière. A ce stade, ce qui me frappait, c'est que la couleur du tube est la même que la lumière émise. Je pensais que cela ne pouvait être dû au hasard, mais étant donné la composition des tubes (2 réactifs+1fluorochrome), il doit y avoir quelque chose qui m'échappe encore de ton explication

En tout cas je te remercie pour le temps passé sur mes interrogations.