Iridescence - interférence

[invitee7bf9853]

Bonsoir à tous,

Je recherche des détails pour comprendre la différence entre le terme d'iridescence et d'interférence lumineuses. L'iridescence est elle un phénomène dû à l'interférence ?

Merci de votre aide,

Carmer
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[Xoxopixo]

Bonjour,

Ici une superbe image avec quelques petites explications.
http://apod.nasa.gov/apod/ap071125.html
Pour expliquer les Iridescent cloud.

Cloud iridescence is the occurrence of colors in a cloud similar to those seen in oil films on puddles, and is similar to irisation. It is a fairly uncommon phenomenon and is usually observed in altocumulus, cirrocumulus and lenticular clouds but very rarely in Cirrus clouds .../...
Iridescent clouds are a diffraction phenomenon. Small water droplets or even small ice crystals in clouds individually scatter light. Large ice crystals produce halos, which are refraction phenomena rather than iridescence. Iridescence should similarly be distinguished from the refraction in larger raindrops that gives a rainbow.

http://en.wikipedia.org/wiki/Cloud_iridescence

Un autre exemple pour la cuticule en chitine des insectes.
http://www.optics.rochester.edu/work...7/spr07/steve/

C'est des effets de Diffraction.
Une partie des photon sont déviés selon un angle qui depend des molecules rencontrées sur leur passage.

Expliqué ici pour des bulles de savon.
http://rapports-physique.over-blog.c...-43880643.html

Ces photon, qui sont en fait des ondes, interferent les uns avec les autres comme c'est expliqué ici :

Ce sont des phénomènes optiques comme des interférences lumineuses qui fondamentalement sont à l'origine de l'iridescence.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Iridescence

Bien que cette explication me paraisse peu rationelle.(?)

Le fait que les rayons soient déviés suffit à expliquer le phenomene à mon sens. Donc la diffraction suffit.
L'interference pourrait se faire au niveau de chaque atome de la matiere iridescente, et donc reemettre aleatoirement des longueurs d'onde, selon l'interference. Donc absorber les ondes lumineuses puis les réémetre.

Mais l'interference ne se fait-elle pas plutot dans l'oeil de l'observateur ?

Ca m'interresserait d'avoir des confirmations concernant ce point également.

[invitee7bf9853]

Merci beaucoup xoxopixo pour cette réponse riche. Je prends le temps de tout lire.

Mais donc, à priori, l'iridescence pourrait être due soit à la diffraction, soit à un phénomène d'interférence, soit les 2 ?

Quelle est la réponse la plus juste ?

Carmer

[Xoxopixo]

Bonjour,

Je remet le sujet sur le tapis.
personne n'en saurais un peu plus concernant le phénomène d'iridescence ?
Un grand Merci par avance.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitee7bf9853]

Merci pour les liens abordés que j'ai lus. Mais je pense que la complexité reste très grande!
Carmer

[arrial]

la différence entre le terme d'iridescence et d'interférence lumineuses

'Soir,


Je vois ça comme ça :

L'iridescence n'est qu'un cas particulier de diffractions
→ localisées,
→ et faisant suite à des diffractions.


@+

[Xoxopixo]

L'iridescence n'est qu'un cas particulier de diffractions
→ localisées,
→ et faisant suite à des diffractions.

D'interferences plutot non ?
Si je le comprend comme ça, ou le phenomene se produit-il ?
Sur le materiaux iridescent ou dans l'oeil ?

[arrial]

D'interferences plutot non ?
Sur le materiaux iridescent ou dans l'oeil ?

D'interférences, bien sûr : je ne sais pas me relire …
Il est localisé à la surface de l'objet : c'est quand on accommode sur l'objet iridescent que l'on voit l’iridescence …


@+


[pareil avec un appareil photo : la mise au point se fait sur la surface de l'objet]

[Xoxopixo]

Il est localisé à la surface de l'objet

C'est là justement ou je n'arrive pas bien à saisir l'apparition de l'interference sur l'objet, et pas en microgoutelettes, par zones dans de beaux dégradés et visibles.
Qui suivent la position de l'observateur selon le rayon incident. Et dependent des longueurs d'ondes visibles.

Tient, je me dis que ce serait pratique pour le camouflage dans le cas des insectes.
Les insectes ça aime bien se montrer, mais ça aime bien se cacher aussi.
Un peu comme pour le Boa Arc En Ciel
http://www.monde-animal.fr/boa-arc-e...nimal-146.html

A creuser...

[Xoxopixo]

J'ai trouvé un article qui permet peut être d'approcher à la comprehension du phénomene.
http://www.techno-science.net/forum/...=20752&start=0
On y parle de nano-trous qui piegent la lumiere, donc interference ici ?
C'est dans le cas des ailes de papillons ici.
Mais je ne sais pas trop quoi en penser.

[arrial]

Salut,


En fait c'est classique.

Il y a peu, LPFR a expliqué, laconiquement il va de soi, qu'on ne pouvait obtenir de figures d'interférence à partir du soleil par exemple, avec seulement deux fentes : il faut les faire précéder d'une fente, qui restreint la surface de la source "mère", car sinon, toutes les sources élémentaires de la grande surface détruisent toute interférence.
http://www.sciences.univ-nantes.fr/p.../interloc.html

La seule solution est donc que seuls puissent interférer dans le champ de visualisation, les rayons secondaires issus « d'un même rayon », ce qui réduit bien sûr le champ, au voisinage très très immédiat de la surface diffractante.

Mais l'aspect dépende, effectivement, de l'angle d'observation, ce qui donne cet aspect mouvant. Ben vouis : le différence de marche dépend de l'angle d'inclinaison, et un dessins succinct le montre.
De belles images en pages 27-28, mais laconique, encore …

On trouve ce sujet avec plus d'explications :
« … c’est le cas de l’opale. Elle est faite de nanobilles de silice empilées périodiquement et les superbes opalescences qui la caractérisent sont dues à la diffraction de la lumière sur ces empilements [3]. La nature va encore plus loin en créant des cristaux photoniques qui participent au « fonctionnement » de certaines espèces vivantes. Par exemple, les plumes de l’oiseau Tangara dont la couleur bleue provient du processus de diffraction de la lumière sur les structures périodiques de celles-ci [5]. Beaucoup d’autres cas sont connus, comme les vives colorations des ailes du papillon Morpho d’Amazonie, l’irisation des poils d’un ver marin nommé « souris de mer » [6] ou la structure des élytres de certains coléoptères [7].

[3] V. BERGER
“Les BIPS, ou comment réfléchir la lumière avec les trous” La Recherche, vol. 290, 74 (1996).
[5] V. BERGER
“Des matériaux à bande interdite photonique à l’ingénierie de l’indice deréfraction” Bulletin de la S.F.C., vol. 113, 4 (1998).
[6] B. THOMAS
“Effets propagatifs d’impulsions lumineuses femtosecondes dans des tunnels optiques” Thèse de Doctorat, Université Louis Pasteur – Strasbourg I, France (2002)
[7] A.R. PARKER, R.C. Mc PHEDRAN, D.R. Mc KENZIE L.C. BOTTEN and
N.A.P. NICOROVICI
“Photonic engineering Aphrodite’s iridescence” Nature, vol. 409 (6816), 36 (2001). »

Également la traduction des conditions de Bragg sur les couleurs et le rôle de l'angle d'observation :
« La Figure 9 montre des clichés de monocouches de particules de diamètres différents, après transfert sur une lamelle de verre. Les monocouches sont homogènes sur toute leur surface. L’iridescence des matériaux est le résultat d’interférences constructives entre la lumière incidente et l’arrangement périodique des particules de silice au sein de la monocouche. La lumière incidente est réfléchie à une longueur d’onde précise, dépendante du diamètre des particules et de l’angle d’incidence, ce qui se traduit macroscopiquement par l’apparition d’une couleur. Ainsi, un film de particules de 590 nm peut prendre, en fonction de l’angle d’incidence, des irrisations dans le vert ou dans le bleu. Un film de particules de 290 nm réfléchit une couleur rouge. »



@+

[Xoxopixo]

Tres bons documents.
Un grand Merci.

En complement, un document qui explique tout les phenomenes. Interference, Diffraction, Polarisation.
http://www.wiziq.com/tutorial/46446-...D-POLARISATION
En page 29 un schema clair concernant l'interference et la diffraction.
Les rayons lumineux se croisent sans interferer "pour de vrai", il faut un support pour visualiser l'interference.
L'interference se produit donc dans l'oeil si j'ai bien compris.

[arrial]

En complement, un document qui explique tout les phenomenes.

Très joli. En plus, ça me conforte sur mes analyses, pas toujours en accord avec l'avis de mes profs …

Aussi un autre joli document sur le programme de L1 : http://science.faye.free.fr/CoursPC/pcoptique.pdf

@+

[LPFR]

Bonjour.
L'iridescence est bien due à l'interférence des ondes réfléchies sur les deux parois d'une couche mince.
Si on utilise de la lumière monochromatique, on n'obtient pas d'iridescente, mais uniquement des franges d'interférence, et les couches n'ont pas besoin d'être minces.
Mais avec la lumière blanche, la cohérence de la lumière se réduit à deux ou trois périodes, et on n'a des interférences que pour des épaisseurs de deux ou trous longueurs d'onde. Chaque frange colorée correspond à une épaisseur pour laquelle l'aller et retour dans la couche mince (et le changement de phase éventuel dans la réflexion sur la face opposée, fait un (petit) multiple de la longueur d'onde.
C'est la raison pour laquelle on voit des franges sur des bulles de savon et sur des couches de mazout minces, mais pas dans des films plastiques (même minces) ou des verres de fenêtre.
Au revoir

[Xoxopixo]

Merci pour ces explications LPFR.

Je voulais juste revenir sur la notion de frange d'interference.

Mais avec la lumière blanche, la cohérence de la lumière se réduit à deux ou trois périodes, et on n'a des interférences que pour des épaisseurs de deux ou trous longueurs d'onde. Chaque frange colorée correspond à une épaisseur pour laquelle l'aller et retour dans la couche mince (et le changement de phase éventuel dans la réflexion sur la face opposée, fait un (petit) multiple de la longueur d'onde.

et donc

C'est la raison pour laquelle on voit des franges sur des bulles de savon et sur des couches de mazout minces , mais pas dans des films plastiques (même minces) ou des verres de fenêtre.

Cette formulation peut preter à confusion.

En quoi consiste une frange d'interference ?
C'est l'apparition à mon sens, sur l'ecran ou dans un milieu gazeux d'une emmission de photons sous l'effet d'un rayon incident sur l'atome.
Ce photon réémi apres un temps tres court aura une longueur d'onde bien définie, donc une couleur précise, etant donné qu'il est issu de la remontée d'un niveau electronique particulier.

L'energie de chaque onde au point d'absorbsion par l'atome est égale à la somme de toutes les ondes, temporellement, en ce point.
Il s'agit donc d'une "Interference" réelle.

On considere dans l'air, qui est plutot Transparent, des zones ou les ondes de chaque photon interferent. Mais c'est quasiment Virtuel.

Donc il faut un support à l'apparition Réelle d'une frange d'interference.
Un ecran, ou l'oeil, lorsqu'on visualise le phénomene.
L'interference se produirait donc dans l'Oeil, et non pas dans le materiaux.
Bien sur la lumiere se diffracte et même se polarise parfois, mais celle-ci est réémise, sous forme d'une onde qui ressort du materiaux.
Je ne vois pas d'autre lieu ou l'interference pourrait se produire que sur un "ecran" ou sur la retine de l'oeil ?

Si la couche etait trop epaisse les photons seraient absorbés, et donc interfereraient avec le materiaux, c'est vrai aussi.