Couleur de l'or

[invite5dfdea03]

Bonjour,

Voici une petite question sans trop de prétentions : pourquoi l'or, qui est un métal et donc possède des électrons libres, a une couleur dorée ?

Je suppose que c'est parce que les longueurs d'onde au delà du jaune (ex : bleu) ont une énergie telle qu'on se retrouve alors dans une bande interdite. Elles ne sont donc pas absorbées, et donc pas réémises/réfléchies. Néanmoins, ça voudrait dire que l'or est transparent pour ces couleurs. Or j'ai plutôt l'impression que ce métal est opaque dans le visible.

Bref, si quelqu'un avait une explication pour ça...

Merci d'avance
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[LPFR]

Bonjour.
Vous avez des explications dans cette page.
Au revoir.

[invite5dfdea03]

Merci beaucoup !

[invite5dfdea03]

En fait, j'ai encore une question par rapport au lien qui m'a été fourni : lorsqu'un électron de la bande 3d est éjecté dans la bande 4s, qu'est-ce qui fait qu'il se désexcite avec une énergie de 2.3eV (soit une couleur jaune) ? Je veux dire : l'onde incidente a une énergie quelconque, mais touche préférentiellement les électrons de la bande 3d car ils sont les plus nombreux. L'électrons est éjecté, créant un trou, mais ne doit-il pas réemmettre la même énergie qu'il a reçu pour retrouver sa place ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour.
J'ai relu l'explication donnée dans le lien, et je ne la trouve pas convaincante.
Quand on explique la réflexion de la lumière par des métaux utilisant la absorption + réémission de photons, il faut savoir qu'il s'agit d'absorption et réémission virtueles. S'il s'agissait d'absorption et réémission réelles, la lumière réfléchie aurait perdu la phase et la polarisation, ce qui n'est pas le cas.
Pour la réflexion, je préfère l'explication de l'électromagnétisme classique, avec les électrons libres qui sont agités par le champ électrique de l'onde incidente et qui émettent une onde cohérente avec l'onde incidente et avec la même polarisation.

Par contre, cette explication classique ne peut expliquer que la couleur blanche (argentée) ou grise. Elle peut, par contre, expliquer la transparence des métaux alcalins aux UV.

Pour expliquer la couleur il faut bien expliquer l'absorption sans réémission des photons dans le bleu ou le vert

On peut trouver, dans wikipedia cette explication pour le cuivre et l'or:

Copper has a reddish, orangish, or brownish color because a thin layer of tarnish (including oxides) gradually forms on its surface when gases (especially oxygen) in the air react with it. But pure copper, when fresh, is actually a pinkish or peachy metal. Copper, caesium and gold are the only three elemental metals with a natural color other than gray or silver.[20] The usual gray color of metals depends on their "electron sea" that is capable of absorbing and re-emitting photons over a wide range of frequencies. Copper has its characteristic color because of its unique band structure. By Madelung's rule the 4s subshell should be filled before electrons are placed in the 3d subshell but copper is an exception to the rule with only one electron in the 4s subshell instead of two. The energy of a photon of blue or violet light is sufficient for a d band electron to absorb it and transition to the half-full s band. Thus the light reflected by copper is missing some blue/violet components and appears red. This phenomenon is shared with gold which has a corresponding 5s/4d structure.[21] In its liquefied state, a pure copper surface without ambient light appears somewhat greenish, a characteristic shared with gold. When liquid copper is in bright ambient light, it retains some of its pinkish luster. When copper is burnt in oxygen it gives off a black oxide.

Au revoir.

[invite5dfdea03]

Merci !

Juste deux petits points de détails : les électrons sautant dans la place libre en 4s (ou 5s) deviennent quoi après ? Ils se désexitent par émission de phonon ?

Et sinon ça signifie quoi absorption et réémission virtuelles ? C'est la première fois que je rencontre ces termes.

[LPFR]

Re.
La désexcitation se fait effectivement par émission d'un phonon ou plus probablement par émission d'autre(s) photon(s). L'électron ne tombe pas forcement directement dans l'état de départ (ici la bande d). Il faut voir pour chaque cas particulier.

L'histoire de l'absorption et ré-émission virtuelles, est un tour de passe-passe pour faire rentrer au forceps une explication "tout photon" pour des phénomènes qui s'expliquent mieux par la méthode classique. Une vraie absorption n'a aucune raison de conserver la polarisation ou la cohérence de l'onde ré-émisse. Donc, on invente une truc virtuel dans lequel le photon est absorbé et ré émis instantanément, sans perdre la phase (ou en l'inversant, dans le cas des métaux).
Cette absorption-ré-émission peut se faire sur des états tout aussi virtuels (inexistants).
A+