Pourquoi les objets nous apparaissent de différents couleurs ?

[invite10d41795]

Bonjours,
Je refais un sujet pour que ça soit plus claire pour tous le monde.

Nous avons un TPE a faire et nous avons décidé de traiter la problématique suivante : Pourquoi les objets nous apparaissent de différents couleurs ?

Nous avons fais pas mal d’expérience pour savoir comment la lumière blanche (tous le domaine visible) pouvais, après contact avec un objet, ressortir que d'une seul longueur d'onde ou alors avec moins de radiation que celles présentes dans le domaine visible.
Nous en avons conclus que certaine radiation était absorbée. Le phénomène d’absorption est en partit du a la structure moléculaire de l'objet, et plus particulièrement au doubles liaisons conjuguées.
Mais après de nombreuse recherche, nous ne parvenons pas a expliquer pourquoi les doubles liaisons conjuguées jouent un rôle important dans l'absorption des radiation et pourquoi plus il y a de liaisons conjuguées dans une molécule plus les radiation absorbé vont aller vers le rouge.

Nous avons déjà eu des réponses nous disant ceci :

Bonjour, sous l'effet d'un champs électrique la molécule passe d’un état d'énergie à un autre et émet ou absorbe un photon d’énergie correspondante à la différence d'énergie entre les deux états.
La mécanique quantique donne la probabilité de transition selon la fréquence.
Pour des molécules symétriques comme les colorants contenant une double liaison donc beaucoup d'électron la mécanique quantique nous dit que la probabilité de transition augmente car elle est proportionnelle au déplacement de l'énergie de basculement entre les deux état.

et :

Sans parler des cristaux photoniques où en jouant sur un assemblage multicouche de matériaux (diélectrique), il est possible de réfléchir une longueur d'onde précise. Ici, il ne s'agit donc pas de pigments.

L'origine de la réflectivité est donc très complexe. Et cela ne détermine pas la couleur de l'objet mais uniquement la longueur d'onde des photons réfléchis.
Il faut ensuite considéré, comme dit précédemment, le capteur (ici l’œil) qui permet d'interpréter ces photons.

Sauf que nous ne comprenons pas tout et nous ne voyons pas le rapport avec les doubles liaisons conjuguées.
Si vous pouviez nous aider et nous éclairer ce serais avec grand plaisir.

PS: Si vous ne pouvez nous répondre, ne dites pas n'importe quoi. Ne postez pas des messages qui n'ont pas de rapport avec le sujet.
Nous vous en remercions.
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[coussin]

Je ne devriez pas vous concentrer sur les doubles liaisons conjuguées qui ne sont qu'un cas très particulier. Je veux dire : la plupart des objets autour de vous ne contiennent pas de composées organiques ayant des doubles liaisons conjuguées. Si vous basez votre étude seulement sur ce mécanisme, vous ne décrivez que très peu de choses...
Vous devriez rester sur des concepts plus généraux : vous éclairez un objet avec de la lumière blanche, cet objet absorbe certaines longueurs d'onde et donc la lumière réfléchie n'est plus blanche (la lumière blanche est justement exactement la même quantité de chaque longueur d'onde). Les phénomènes d'absorption en jeu sont divers et variés, je ne sais pas si vous voulez entrer dans des détails...

[coussin]

Vous pouvez compléter votre étude avec l'interprétation de cette lumière réfléchie par l'oeil humain. C'est encore une autre paire de manches...

[invite10d41795]

c'est ce que nous comptions faire, étudier tous se qui se passe entre l’émission de la lumière blanche et le cerveaux, ce qui comprends la réaction de la lumière sur un objet (absorption - réflexion), la lumière à l’œil, les cônes, effet sur le cerveaux. Et approfondir chaque éléments de façon a ce que tous soit le plus claire possible. Comme pour l'absorption ou nous voudrions savoir pourquoi et comment la lumière est absorbé, etc.

Mais si nous restons a dire que la lumière blanche arrive sur un objet et une partit est absorbé sans parler du pourquoi elle est absorbé, je trouve que le travaille paraîtra bâclé. Du cous qu'est ce qui rend l'absorption possible ?
Si nous nous référons a ce qui nous a été dit, c'est pour les molécule organique les liaisons conjuguées et pour le reste (molécule non organique) c'est la lumière qui va grâce a un phénomène électromagnétique agité les molécule qui vont passer d'un état a un autre, et qui va absorber des photons pour changer d'état, donc les photons qui ne sont pas absorbées sont ceux perçu par l’œil ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[coussin]

donc les photons qui ne sont pas absorbées sont ceux perçu par l’œil ?

Oui.
Quand de la lumière arrive sur quelque chose, je dirais qu'il y a en gros 3 trucs qui peut se passer
1/ elle peut être réfléchie. Dans ce cas, la lumière qui repart de l'objet est la même que celle qui y arrive. C'est le cas, trivialement, pour une surface réfléchissante comme la couche métallique utilisée dans les miroirs.
2/ elle peut être absorbée et ré-émise. J'ai en tête les phénomènes de fluorescence/phosphorescence. Ici, la lumière ré-émise est différente de celle qui y arrive (trivialement, quand de la lumière blanche arrive sur un objet phosphorescent, celui-ci ré-émet une lueur verte...)
3/ elle peut être absorbée et perdue. Perdue sous forme de chaleur, la lumière incidente n'est alors pas ré-émise mais simplement chauffe l'objet en question (in fine, elle est ré-émise sous la forme du rayonnement du corps noir de l'objet en question mais oublions ça)

Le cas 1/ n'est pas intéressant pour vous. Le cas 2/ non plus puisque ce cas donne seulement leur couleur verdâtre aux objets phosphorescents (comme les chiffres d'une montre qui se voient dans le noir). Le cas qui illustre le mieux votre propos est le cas 3/ qui est le cas que j'ai déjà discuté. Vous envoyez de la lumière blanche sur un objet, certaines longueurs d'onde sont absorbées (et perdues) via le mécanisme 3/, d'autres réfléchies via le mécanisme 1/. La lumière renvoyée par l'objet contient donc des "trous" dans son spectre, là où ça a été absorbé et cette lumière nous apparaît colorée.

Comment chaque matière absorbe certaines longueurs d'onde et pas d'autres est contenue dans l'indice de réfraction de cette matière. Cet indice de réfraction dépend de plein de trucs. De la nature des atomes constituants le matériau mais aussi comment ces atomes sont arrangés entre eux pour former ce matériau (trivialement, un diamant et un bout de charbon ont une apparence très différente alors que les deux ne sont formés que d'atomes de carbone. comment ces atomes de carbone sont arrangés entre eux est crucial).

J'ai essayé de faire un "résumé" mais malgré tout je n'ai pas encore couvert tous les mécanismes possibles. Par exemple, les couleurs des peintures ou des pierres précieuses c'est encore un peu différents (ici, ces substances contiennent des "inclusions" de la même taille que les longueurs d'ondes de la lumière qui diffusent, parfois de manière très compliquée, la lumière incidente).

Je crois que ma conclusion est que faire une étude exhaustive de tous les différents mécanismes sera très difficile. C'est pourquoi mon conseil est de rester sur des idées plutôt générales... Mais bon, je ne sais pas comment fonctionne un TPE...

[coussin]

Je crois que ma conclusion est qu'une description totalement microscopique de l'indice de réfraction d'une substance est au mieux très compliqué au pire carrément impossible

[coussin]

Un dernier exemple me vient : on a l'habitude de dire (probablement seulement entre physiciens ) que l'or est jaune à cause d'effets relativistes. La raison : une petite "bosse" dans l'indice de réfraction de l'or aux alentours du jaune (sans cette "bosse", l'or serait probablement gris...) et cette bosse tire son origine d'une certaine transition de l'atome d'or qui est à cette fréquence à cause d'effets spin-orbite (sans effets SO, cette transition serait à une fréquence différente).

[invite10d41795]

Merci de tes réponse qui vont beaucoup nous aider
Effectivement nous n'allons m'as rentrer dans les détails puisque cela me parrais presque impossibles de tous voir, comprendre et expliquer sans passer trop de temps dessus car on a d'autre choses a traiter en seulement 3mois.
Mais si on parle des différents niveau d'énergie d'une molécule, et que lorsque la lumière arrive sur les molécules ceux ci sont agité et absorbes des photons pour changer d'état, est juste ?
Si oui peut on parler juste de ca sans detailler pour expliquer labsorbtion ? car c'est ce qui me semble le moins compliqué pour des personnes qui ont aucune expérience scientifique professionnelle.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
On peut ajouter une autre source de coloration : les couleurs dus à l’interférence. C’est le cas des bulles de savon, le couches d’hydrocarbures sur l’eau, des certains couleurs des ailes de papillons et de certains couleurs des plumes d’oiseaux, et bien sur, de la réflexion sur des CD.
Au revoir.

[Gilgamesh]

A mon avis c'est l'angle le plus intéressant pour traiter le problème dans le cadre d'un TPE : identifier les colorations qui sont du à des processus d'absorption et celles qui sont du à des phénomène d'interférence.

Une présentation d'ensemble du phénomène des couleurs, qui peut vous donner un plan d'exposé :
http://culturesciencesphysique.ens-l...ce/Couleur.xml

[invite10d41795]

merci pour vos réponse