Longueur d'onde et température

[Kelv]

Salut,

Je me suis posé des questions avec l'été. Notamment celle que voit-ci.

L'énergie d'un photon dépend de sa longueur d'onde, si je ne me trompe pas, plus la longueur d'onde est petite, plus l'énergie du photon est grande.

Dans ce cas, pourquoi ne ressentons nous pas les UVs, alors que nous ressentons les infrarouges ? Quand je dis ressentir, c'est sur le coup.

D'après ce que j'ai compris, certaines longueurs d'ondes ont plus d'affinités avec certaines matières. Mais c'est un peu flou.
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[Thorin]

Question : pourquoi dis tu que nous ne ressentons pas les UV "sur le coup" ?

[coussin]

Rien à voir avec la physique, c'est de la biologie.
Notre peau possède des « capteurs » sensibles aux infrarouges qui transmettent à notre cerveau « Ça brule ! ».
Notre peau possède des « capteurs » sensibles aux UV qui transmettent à notre cerveau rien de particulier sinon de commencer à produire de la mélanine…

[Thorin]

Salut coussin,

peux-tu détailler, notamment si tu connais les noms des capteurs en question ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[albanxiii]

Bonjour,

Notre peau possède des « capteurs » sensibles aux UV qui transmettent à notre cerveau rien de particulier sinon de commencer à produire de la mélanine…

Et de la vitamine D3 pour certaines longueurs d'ondes UV

[LPFR]

Bonjour.
Je ne suis pas un crotale et je n'ai pas des capteurs sensibles à l'infrarouge.
Mais j'ai des capteurs thermiques dans ma peau qui m'indiquent que ma peau chauffe.
Si vous éclairez votre peau avec de l'UV ou du visible d'une puissance par unité de surface comparable à celle du rayonnement infrarouge du soleil ou d'un corps chaud, sous sentirez votre peau chauffer de la même manière qu'avec l'infrarouge.
Et vous aurez un sacré coup de soleil.
La peau ne possède pas non plus des capteurs d'UV. La production de mélanine est une conséquence des dégâts des UV dans la peau.
Au revoir.

[Kelv]

J'ai sûrement mal formulé ma question.

Les UV ont une longueur d'onde plus petite que les infrarouges, et l'énergie d'un photon est plus grande pour une longueur d'onde plus petite. Donc à quantité égale, les rayons UVs devraient chauffer plus que les infrarouges.
Or on dit souvent que ce sont les infrarouges qui chauffent. Est-ce lié au fait que les UVs sont en quantités bien inférieur aux infrarouges ?
Est-ce une idée reçue ?
Est-ce selon les matériaux ?
Ou est-ce autre chose ?

[coussin]

Donc à quantité égale, les rayons UVs devraient chauffer plus que les infrarouges.

C'est là que tu te trompes
Pour chauffer, il ne faut pas nécessairement avoir une grande énergie. Il faut juste avoir la bonne énergie.
Est-ce que tu sais ce que c'est que « chauffer » ? Ce sont les atomes/molécules qui vibrent/bougent (ça dépend de la phase : solide ou gazeux…). L'énergie adéquate pour faire bouger ces atomes est dans l'infrarouge.
Les UVs, c'est plus énergétique. Ça fait pas bouger les atomes, ça commence déjà à exciter électroniquement les atomes. Ce qui ne « chauffe » pas

[Kelv]

Cette "bonne énergie", serait-ce l'énergie lié à la fréquence propre de la molécule/atome ?

[coussin]

Je ne sais pas ce que tu appelles la « fréquence propre de la molécule/atome »…
Si tu parles de transition électronique, ça se passe dans le visible et l'UV. Ça ne participe pas à la température d'un corps.

En phase gazeuse, la température c'est la vitesse moyenne à laquelle « volent » les molécules.
En phase solide, la température c'est la vibration des atomes sur le réseau cristallin. Ça dépend de la structure de bandes des phonons du matériau en considération.
Dans les deux cas, ça implique un spectre de fréquences essentiellement continu mais centré plutôt sur des longueurs d'onde de l'ordre du micron, dizaines de micron.
Encore une fois : des UVs, ça ne chauffe pas justement parce que c'est trop énergétique.

[johny005]

pourrait on donner cette exemple pour essai de lui faire.

prenons la lumiere visible.

une surface est blanche elle recoit une quantité de lumiere X.
pratiquement rien se passe elle reste a température ambiante.
juste a coté,
une surface équivalente a la premiere est noire elle recoit une quantité équivalente de lumiere mais sont niveau d'absorbtion est supérieur a l'autre surface elle devien donc vraiment plus chaude.

meme lumiere meme énergie mais pas la meme chaleur ...

c'est une bonne exemple je suis pas scientifique mais comme comparaison sa me semble '' bien ''

au revoir

[Kelv]

Je relance le sujet.

1/ De ce que je crois comprendre, les infrarouges chauffent car la longueur d'onde correspond à ce qu'il faut pour que la particule gagne un niveau d'énergie. Les UVs ont une trop grande fréquence, l'énergie ne se communique pas facilement, mais en revanche, les photons peuvent plus facilement endommager les cellules en les ionisants.

C'est sûrement très mal dit, et pire encore, faux, mais pouvez-vous me le confirmer ?

Autres questions:
2/ Un objet noir absorbe toutes les longueurs d'ondes du visible tandis qu'un objet blanc n'en absorbe aucune. Pourquoi l'objet noir à tendance à plus chauffer ?

3/ On remarque lors d'un coup de soleil que celui-ci n'apparaît que sur la surface exposé au soleil. J'imagine que cela signifie que la peau est mauvais conducteur thermique. Y-a-t-il une autre raison ?

4/ D'une façon générale, qu'est-ce qui fait que certaines longueurs d'ondes chauffent tandis que d'autres endommagent le corps/les objets ?
Par exemple, la radioactivité, de ce que j'ai compris, dans le cas des émissions gamma, il s'agit de photon à très haute fréquence, et qui semblerait ioniser les atomes/molécules qui nous composent. Est-ce vraiment ce qu'il se passe.
Bref, je voudrais en savoir plus sur les effets de la lumière sur un objet ou un être vivant du point de vue énergétique.

[LPFR]

Je relance le sujet.

1/ De ce que je crois comprendre, les infrarouges chauffent car la longueur d'onde correspond à ce qu'il faut pour que la particule gagne un niveau d'énergie. Les UVs ont une trop grande fréquence, l'énergie ne se communique pas facilement, mais en revanche, les photons peuvent plus facilement endommager les cellules en les ionisants.

C'est sûrement très mal dit, et pire encore, faux, mais pouvez-vous me le confirmer ?

Autres questions:
2/ Un objet noir absorbe toutes les longueurs d'ondes du visible tandis qu'un objet blanc n'en absorbe aucune. Pourquoi l'objet noir à tendance à plus chauffer ?

3/ On remarque lors d'un coup de soleil que celui-ci n'apparaît que sur la surface exposé au soleil. J'imagine que cela signifie que la peau est mauvais conducteur thermique. Y-a-t-il une autre raison ?

4/ D'une façon générale, qu'est-ce qui fait que certaines longueurs d'ondes chauffent tandis que d'autres endommagent le corps/les objets ?
Par exemple, la radioactivité, de ce que j'ai compris, dans le cas des émissions gamma, il s'agit de photon à très haute fréquence, et qui semblerait ioniser les atomes/molécules qui nous composent. Est-ce vraiment ce qu'il se passe.
Bref, je voudrais en savoir plus sur les effets de la lumière sur un objet ou un être vivant du point de vue énergétique.

Bonjour.
Vous devriez relire ce que nous vous avons écrit.
L'absorption de la lumière n'est pas une question des niveaux. Car les molécules, à la différence d'atomes ont des bandes d'énergie et non des niveaux discrets.
Et les UV et les rayons X chauffent aussi bien que l'infrarouge ou le visible si les corps les absorbent. Et vous absorbez les UV et une bonne partie des visibles et des IR. Si vous regardez des images filmées en IR, vous verrez que les gens ont la peau blanche et non noire: ils réfléchissent l'IR.
Le coup de soleil n'a STRICTEMENT rien à voir avec la chaleur. C'est des dégâts crées dans les cellules par les UV.
Les photons de grande énergie (UV, X, gamma) ont des énergies suffisantes pour briser des liaisons moléculaires et endommager la matière organique.
Au revoir.

[Kelv]

J'avais beau relire, je n'arrivais pas à tout saisir. Maintenant, c'est plus clair, merci.
Il me semblait que les coups de soleil n'avaient rien à voir avec la chaleur, j'en voulais la confirmation. J'aurai cependant deux questions encore.

Quand vous dites que les UV créent des dégâts aux cellules, savez-vous de quel type ?

Et on raconte souvent que ce sont les infrarouges qui chauffent. J'en déduis que beaucoup de matériaux sont sensibles à cette radiation. Est-ce cela ?

Merci de vos réponses.

[LPFR]

Bonjour.
Je ne suis pas biologiste, mais je crois savoir que les UV brisent les molécules de DNA, ça peut tuer des cellules ou créer des mutations.

Il n'y a pas que les IR qui chauffent. Les ondes de radio aussi. Par exemple, dans un micro-ondes ou même un corps humain (téléphones portables).
Toute radiation absorbée chauffe. Mais on ne peut pas qualifier une pizza de "sensible aux micro-ondes".
Au revoir.