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Transparence et opacité



  1. #1
    Christophe_Sabattier

    Transparence et opacité

    J'ai demandé il y a peu si le soleil est transparent, on m'a assez nettement répondu qu'il est opaque (il me manquerait un chiffre, si quelqu'un l'a : opaque à quel point? Quelle "tranche de soleil" est opaque; quelle est l'épaisseur maximum de la "lame fine de soleil" (de plasma) transparente? Je suppose que ça dépend où on se place, plus ou moins en profondeur; mais toute approche chiffrée de la question m'intéresserait; c'est par pure curiosité).

    J'ai une autre question du même genre : est-ce qu'une étoile à neutrons est opaque ou transparente?

    J'explicite : opaque / transparent semble être une propriété compliquée; on imagine le matériau de l'étoile à neutrons (rien que des neutrons) parce que très dense, comme plutôt opaque; mais ce n'est pas en soi évident. Pour ce que j'en sais, l'opacité est une propriété compliquée, et l'étoile à neutrons pourrait aussi bien être parfaitement transparente. Voici ce qu'écrivait CoucouHibou sur le sujet il y a un an et demi :

    http://forums.futura-sciences.com/ph...ansparent.html

    Citation Envoyé par CoucouHibou
    Alors, pourquoi dis-je donc que les deux modes de la nature sont transparent ou métallique ? Parce qu'en très grossière approximation, un corps est soit conducteur soit isolant (d'un point de vue de l'électricité). La différence entre les deux étant le comportement vis-à-vis des champs électriques, et sachant que la lumière est une onde électromagnétique, il va y avoir différents effets.

    Le conducteur réfléchit la lumière parce qu'il refuse de se laisser pénétrer par un champ électrique. Je ne vais pas rentrer dans les détails ni le comment, mais cette propriété explique l'aspect métallique (car la lumière ne peut que se réfléchir à la surface d'un conducteur).

    Pour l'isolant, bah comme les champs électriques et magnétiques peuvent exister en son sein, il n'y a aucune raison pour qu'ils ne soient pas transparent (la lumière « a le droit » de les traverser).

    En réalité, si le champ électrique peut traverser un isolant, il est quand même modifié par icelui : l'isolant est polarisable : sous un champ électrique, il acquiert un moment dipolaire électrique. Ce moment électrique à son tour modifie le champ électrique local...

    Cette rétroaction fera ralentir la lumière dans le milieu choisi (verre, eau, diamant) et on a alors le phénomène de réfraction. Mais quand la particule d'isolant est petite (de l'ordre de la longueur d'onde de la lumière), le moment dipolaire oscillant de la particule isolante soumise à une onde électromagnétique va faire diffuser la lumière dans toutes les directions (et non plus seulement la direction de propagation). Le gros bloc de verre devenu laine devient alors opaque et blanc.

    Voilà, je t'ai donc expliqué l'opacité et non la transparence car c'est l'opacité qui, bien que beaucoup plus courante dans la nature (solide tout du moins) est le véritable phénomène compliqué.
    Je ne sais pas si c'est exact, et je serais curieux de savoir ce qu'il en est d'une étoile à neutrons, et pourquoi? Est-ce connu?

    -----


  2. #2
    Christophe_Sabattier

    Re : Transparence et opacité

    Bonjour tout le monde,

    j'ai jeté un coup d'oeil à wikipedia, la couche superficielle de l'étoile à neutrons, ce n'est pas "rien que des neutrons" mais plutôt :

    Citation Envoyé par wikipedia
    À la surface, on parle d'atmosphère ou plus rarement d'océan pour désigner la couche de quelques centimètres où la matière est partiellement liquide, bien que de densité très élevée


    En dessous existe la croûte externe, composée de la même matière que l'intérieur d'une naine blanche, c'est-à-dire des noyaux atomiques très fortement ou totalement ionisés et d'électrons libres. Quand la densité augmente sont favorisées des réactions de fusion entre protons des noyaux atomiques et électrons libres qui forment des neutrons. Ceci a pour conséquence d'enrichir les noyaux atomiques en neutrons par rapport à leur état à basse densité. Ainsi peuvent se former des noyaux atomiques étranges tels le nickel-62 (à 2×108 g•cm-3), du zinc-80 (à 5×1010 g•cm-3), puis du krypton-118 (à 4×1011 g•cm-3).
    Donc pour l'aspect superficiel d'une étoile à neutrons, c'est d'abord son "atmosphère" ou son "océan" qui compte. Que devient de la lumière qui touche ça? Est-ce comme un miroir? Je suppose que ça doit être plutôt lisse comme truc.

    Merci pour vos idées éventuelles!

    (La question (parfaitement dépourvue d'applications quelconques!) de la transparence ou de l'opacité, des propriétés optiques internes, se pose aussi à l'intérieur, pour chacune des couches décrites, il y en a encore trois :

    Citation Envoyé par wikipedia
    Au-delà d'une densité de 4,3×1011 g•cm-3, les noyaux deviennent trop riches en neutrons. Une partie de leurs neutrons s'échappe des noyaux, en formant un fluide supplémentaire. La matière est donc composée de noyaux très riches en neutrons, d'électrons de moins en moins nombreux et de neutrons libres. C'est la croûte interne.

    Au-delà d'une densité de 1,7×1014 g•cm-3, les noyaux atomiques achèvent de se dissoudre. On a alors un mélange de fluides de neutrons, protons et électrons, ces derniers étant nettement minoritaires par rapport aux neutrons. Des muons peuvent également être présents en sus des électrons. Cette région est appelée noyau externe.

    Si la densité centrale dépasse les 3×1015 g•cm-3, il devient difficile de connaître avec précision l'état de la matière. On est alors dans la région du noyau interne. Les modifications tiennent essentiellement à une réorganisation des constituants internes des neutrons et des protons, appelés quarks. Ces particules existent dans les protons et neutrons sous deux formes, appelées u (de l'anglais « up », doté d'une charge électrique égale aux 2/3 de celle du proton) et d (pour « down », charge électrique de -1/3). Un proton possède trois quarks uud et un neutron trois quarks udd. Il est possible qu'à très haute densité d'autres états de quarks puissent exister de façon stable, comme par exemple sous la forme de condensats de pions ou de kaons (possédant chacun un quark et un antiquark), et un plasma de quarks libres de gluons (les gluons sont les particules véhiculant l'interaction forte, à laquelle sont soumis les quarks). Il est également possible qu'un autre type de quark, dit s (pour « strange ») existe dans des combinaisons de trois quarks, on parle alors d'hypérons. De telles configurations sont parfois appelées étoile étrange (quand le quark s, dit quark étrange joue un rôle) ou étoile à quarks (quand une phase de quarks libres se développe).
    )

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