Ondes et matières

[invitecca762db]

Bonjour,

Une question me taraude depuis quelques temps et je n'ai pas réussi à trouver la réponse d'où ma venue sur ce forum, en espérant que l'on puisse m'aider.

Voilà je me demandais pourquoi les ondes avec une grande longueur d'onde (tel que les ondes radio) pouvaient passer à travers les matériaux tel que le béton tandis que les ondes à longueur d'onde courte (tel que le visible, le proche infrarouge ou l'infrarouge thermique) ne le pouvaient pas ?

Je ne suis pas un grand spécialiste en physique donc si vous pouviez me donner une explication simple, sans forcément me parler des vibrations des électrons etc... je vous serais reconnaissant car mes bases de physique ne me permettent pas de comprendre tout cela.

Je vous remercie d'avance.

Cordialement,

Chronos
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[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
Cela dépend des caractéristiques des matériaux.
Pour les isolants, la radiation est absorbée quand les molécules du matériau pressentent des niveaux d'énergie tels que des électrons peuvent absorber les photons incidents et monter au niveau supérieur. Quand ils retombent ils ne le font pas directement mais en passant par d'autres niveaux d'énergie intermédiaires en transformant l'énergie en chaleur.
D'autres diélectriques laissent passer la radiation, mais avec des pertes, un peu comme le verre fumé. Ces pertes sont dues au léger déplacement des charges dans les molécules, dont une partie est transformée en chaleur.

Pour les métaux, ce sont les électrons libres qui réagissent au champ électrique et qui réémettent une radiation similaire (onde réfléchie). Pour des fréquences élevées, les électrons n'arrivent pas à réagir et la radiation passe (comme les rayons X dans les solides), mais à ces fréquences, l'énergie des photons est suffisante pour interagir avec les électrons et les faire monter à des niveaux d'énergie plus élèves. Donc, ce rayonnement est aussi absorbé.

Comme vous voyez, ce n'est pas un seul phénomène qui est responsable, mais plusieurs. Ce qui explique que la transparence des matières dépende de la longueur d'onde de façon très variée.
Au revoir.

[invitecca762db]

ReBonjour,

Tout d'abord merci de votre réponse, mais honnêtement le niveau était peut-être un petit peut trop élevé pour moi .
En effet comme je l'ai dis lors de mon premier post je n'ai pas de bases suffisantes en physique pour comprendre le fonctionnement des photons, protons, électrons et tout cela désolé. Par contre constante diélectrique, longueur d'onde, cela me parle.

Mais pour relancer la discussion en plus des longueurs d'ondes radio qui traverse les murs je vais demander, je pense que c'est dans le même esprit, pourquoi la bande L, par exemple, dans un RADAR ( = 15 à 30 cm) peux passer à travers les arbres alors que le spectre du visible ne le peut pas.

Encore merci d'avance.

Cordialement,

Chronos

[Deedee81]

Salut,

Un autre phénomène propre aux ondes, les ondes contournent facilement les obstacles qui ont une taille plus petite que environ la longueur d'onde. C'est dû à la diffraction.

Ca se voit facilement avec des vagues.

Cela peut parfois expliquer que l'on capte certaines ondes ou pas (c'est vrai aussi des ondes sonores où l'effet est très flagrant)

J'ignore si c'est l'explication du radar (amha c'est plutôt que le bois est transparent à cette longueur d'onde).

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite891d4479]

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[curieuxdenature]

Bonjour chronos21

si tu n'as pas les bases nécessaires à la compréhension du phénomène il va être difficile voire impossible de te donner une explication exacte. (un peu comme si on voulait expliquer la bombe A à un physicien du 19eme siècle, on ne pourrait que lui donner une description mais pas une explication)

LPFR t'as donc donné la seule réponse plausible : cela dépend des caractéristiques des matériaux, c'est leur composition et leur structure qui fait tout, et étant donné qu'il y a des milliers de combinaisons possibles on observe cette grande disparité dans la nature.

Pour l'explication, tu dois aborder le thème de la structure atomique de la matière.

[LPFR]

Re.
Je ne suis pas convaincu que les arbres ou les feuilles laissent passer des ondes courtes très facilement. Je sais, par exemple, que la retransmission à la télévision du Paris-Nice est plus facile que celle du Tour de France, car pour le Tour, les feuilles de arbres son là, et rendent la liaison moto-hélicoptère plus difficile.
À ces fréquences, absorption des ondes par l'eau des feuilles n'est pas négligeable (comme dans les fours à micro-ondes).

Mais les ondes passent quand même, alors que la lumière ne traverse presque pas les feuilles. Et si les ondes radio passent un peu, c'est qu'il n'y a pas de processus quantique d'absorption à ces fréquences dans les feuilles. Uniquement des pertes diélectriques. De toute façon, le radar doit voir la réflexion des feuilles.
A+

[invitecca762db]

Merci pour vos réponses,

celle de deedee81 me plait bien mais me semble incomplète en effet si on est dans une pièce fermée les ondes ne peuvent pas contourner le matériaux, si

Sinon curieuxdenature, je me contenterais d'une description je n'ai pas besoin de connaitre tous les détails (et pas le temps (ou l'envie )) mais le principe générale.

Et merci à LPFR de s'être mit à mon niveau et pur le RADAR il ne capte pas la reflexion des feuilles d'arbres mais passe bien à travers.

Merci à vous cordialement,

Chronos

[f6bes]

Merci pour vos réponses,

celle de deedee81 me plait bien mais me semble incomplète en effet si on est dans une pièce fermée les ondes ne peuvent pas contourner le matériaux, si

Bjr à toi,
Reste à savoir: lesquelles !!
Suivant la fréquence une onde traverse une piéce fermée...ou pas.

Il est faux de dire "traverse" sans y ajouter un détail.
L'onde traverse ,mais avec une perte (atténuation) quelle que soit l'onde.
Bien sur une atténuation de 0.001% c'est pas pareil qu'une atténuation de 99.999%. Dans les deux cas on "traverse".
Reste à savoir ou l' on mets le "curseur" de l'atténuation dans la pratique.

A+

[invitecca762db]

Bjr à toi,
Reste à savoir: lesquelles !!
Suivant la fréquence une onde traverse une piéce fermée...ou pas.

Justement je voulais savoir à partir de quand une onde peut traverser un matériaux, dans le sens où les rayons X ($\lambda$ = <10 nm, je crois) traverse certain matériaux, tandis que le visible et l'infrarouge ne passent pas, puis de nouveaux les ondes radio passent.

Je ne comprend pas tous ces phénomènes mais peut être que mes lacunes en physique jouent un role prépondérant dans cette incompréhension, si c'est le cas dites le moi.

Merci pour votre réponse.

Cordialement,

Chronos

[okert]

Bonjour,

Moi aussi, j'ai un problème à comprendre.
Les ondes de longueur longue sont pénétrantes et passent à travers tout ; celles du spectre de la lumière sont généralement absorbées ou reflètées (vos murs ne sont pas transparents) ; puis, les plus courtes, telles que X ou gammas, sont à nouveau pénétrantes ??!!??

[LPFR]

Je ne comprend pas tous ces phénomènes mais peut être que mes lacunes en physique jouent un role prépondérant dans cette incompréhension, si c'est le cas dites le moi.

Re.
Oui. C'est le cas.
De plus ce n'est pas la branche la plus simple ou intuitive de la physique qui est concernée.
Et plutôt les branches.
A+

[invitecca762db]

Bonjour,

Moi aussi, j'ai un problème à comprendre.
Les ondes de longueur longue sont pénétrantes et passent à travers tout ; celles du spectre de la lumière sont généralement absorbées ou reflètées (vos murs ne sont pas transparents) ; puis, les plus courtes, telles que X ou gammas, sont à nouveau pénétrantes ??!!??

Bonjour,

Est-ce une question pour moi?

Cordialement,

Chronos

[invitecca762db]

Re.
Oui. C'est le cas.
De plus ce n'est pas la branche la plus simple ou intuitive de la physique qui est concernée.
Et plutôt les branches.
A+

Etant donné que cette question m'intrigue réellement (pour ma simple curiosité ) pourriez vous me donner des pistes vers lesquelles me tourner pour que je puisse comprendre la cause de ces phénomènes.

Merci d'avance

Cordialement,

Chronos

[LPFR]

Etant donné que cette question m'intrigue réellement (pour ma simple curiosité ) pourriez vous me donner des pistes vers lesquelles me tourner pour que je puisse comprendre la cause de ces phénomènes.

Re.
C'est difficile de vous répondre. Car il me semble plus aisé de vous donner la liste de branches de la physique qui ne sont pas concernées par ces phénomènes que celles qui le sont.

Déjà, il faudrait commencer par l'interaction classique entre les ondes électromagnétiques et la matière (métaux, diélectriques, diélectriques avec des pertes).
Le problème est que tout ça ne se trouve pas au niveau divulgation (du moins je ne connais pas de bouquin à ce niveau) mais il faut étudier de livres "normaux".

Et pour l'interaction avec des effets quantiques (absorption de photons), c'est encore plus compliqué. Il faut étudier la structure et le comportement des atomes et des molécules.

Vraiment, je ne sais pas quoi vous recommander. Peut-être qu'un autre foriste a une idée.
A+

[Deedee81]

Salut,

Vraiment, je ne sais pas quoi vous recommander. Peut-être qu'un autre foriste a une idée.

Non, je suis aussi perplexe que toi. Une bonne connaissance de ce sujet touche à énormément de choses en physique.

Ca me rappelle en humanité avec mon prof de chimie, qui était un homme très callé (disons son nom, Monsieur Noulet, pour lui rendre homage), moi : "Pourquoi un objet a-t-il telle couleur plutôt que telle ou telle autre ?" (sujet assez proche de la transparence ). Lui : "tu verras cela à l'université" C'est bien une des rares fois où il n'a pas répondu à une de mes questions.

[invitecca762db]

Bon c'est quand même dommage que personne n'est réussi à m'expliquer, je ne demandais pas tous les détails en plus...

Merci quand même à tout ceux qui ont tenté de me répondre.

Et comme disait Einstein : "Si vous ne pouvez expliquer un concept à un enfant de six ans, c'est que vous ne le comprenez pas complètement."

Comprendrons que ceux qui doivent comprendre

Merci quand même....

[Deedee81]

Einstein a bon dos. On ne fait pas de la physique à coup de citations. Les citations c'est juste pour faire plaisir aux journalistes

[LPFR]

Bon c'est quand même dommage que personne n'est réussi à m'expliquer, je ne demandais pas tous les détails en plus...

Merci quand même à tout ceux qui ont tenté de me répondre.

Et comme disait Einstein : "Si vous ne pouvez expliquer un concept à un enfant de six ans, c'est que vous ne le comprenez pas complètement."

Comprendrons que ceux qui doivent comprendre

Merci quand même....

Bonjour.
Je trouve parfaitement indécent de votre part de nous traiter d'ignorants car on n'arrive pas à mettre à votre pauvre niveau une fraction importante de la physique en quelques lignes.

Et tout cas, ne comptez plus sur moi pour perdre mon temps avec vous.
Adieu.

[curieuxdenature]

Bon c'est quand même dommage que personne n'est réussi à m'expliquer, je ne demandais pas tous les détails en plus...

Merci quand même à tout ceux qui ont tenté de me répondre.

Bonjour chronos21

et bien moi je vais tenter une dernière fois de te faire comprendre :si tu ne veux pas faire l'effort d'apprendre "la structure atomique de la matière" (tape ça tel quel dans Google) alors il n'est pas possible de t'explique ça clairement.

[invitecca762db]

Je ne voulais pas un être impoli ou quoique ce soit dans ce style par ma précédente remarque, je suis juste un peu déçu de ne pas avoir une réponse compréhensible alors que je suis sur que cela est possible.

Merci pour la piste curieuxdenature je vais aller voir de ce coté.

Cordialement,

Chronos

[stefjm]

Et comme disait Einstein : "Si vous ne pouvez expliquer un concept à un enfant de six ans, c'est que vous ne le comprenez pas complètement."

A ce compte là : Ce qui est incompréhensible, c'est que le monde soit compréhensible

N'as pas dit que des trucs intelligents!