Pourquoi la lumière traverse?

[inviteee7e2970]

Je n'ai jamais pu avoir une explication (pas de possibilité de communiquer avec le professeur) quant au fait que le photon puisse passer à travers de la matière.

L'image qui me vient en tête est que tous les atomes sont des formes géométriques collées les unes aux autres, qu'elles laissent des ouvertures permettant de laisser passer des entités plus petites qu'elles (ici, le photon) et que la direction du photon étant linéaire (je me souviens plus du terme exact) et de ce fait il "ricocherai" avec les atomes perdant son énergie cinétique petit à petit entraînant son extinction...

Si vous pouviez m'éclairer (avec des mots simples si possible) je vous en serait reconnaissant.
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[Deedee81]

Salut,

Je n'ai jamais pu avoir une explication (pas de possibilité de communiquer avec le professeur) quant au fait que le photon puisse passer à travers de la matière.

L'image qui me vient en tête est que tous les atomes sont des formes géométriques collées les unes aux autres, qu'elles laissent des ouvertures permettant de laisser passer des entités plus petites qu'elles (ici, le photon) et que la direction du photon étant linéaire (je me souviens plus du terme exact) et de ce fait il "ricocherai" avec les atomes perdant son énergie cinétique petit à petit entraînant son extinction...

Si vous pouviez m'éclairer (avec des mots simples si possible) je vous en serait reconnaissant.

C'est vision n'est pas très bonne. Pas très rigoureux non plus (mais je n'ai pas envie de me lancer dans de la mécanique quantique et comme tu parles de mots simples), mais certainement meilleur est :
- la matière c'est surtout du vide. Un atome est composé d'un noyau extrêmement petit et d'électrons minuscules tournant très loin autour du noyau. Pour donner une idée : si tu mettais ça à l'échelle du système solaire, si le noyau avait la taille du Soleil, alors les électrons seraient beaucoup plus loin que Pluton. Ce fut une découverte faite par Rutherford et qui fut une grande surprise à l'époque.
- Ce qui maintient les électrons autour du noyau ce sont les forces électrostatiques (le proton a une charge électrique positive, l'électron négative)
- Les atomes sont pratiquement collés les uns aux autres, par mise en commun de leurs électrons

Il y a donc toute la place qu'on veut pour passer. Ou presque.... car il y a justement ces forces électrostatiques qui lie le tout ensemble. Et donc une particule (un photon par exemple) peut avoir du mal à passer s'il interagit avec les noyaux et électrons via les forces électrostatiques.

Il se fait que toutes ces liaisons électrostatiques ont des énergies de liaison bien précises. Et un photon a aussi une énergie bien précise. S'il a la bonne énergie, il peut être absorbé en modifiant ainsi les liaisons (ce qui excite les atomes : déplacement des électrons, vibration, rotations des atomes,...). Selon ces énergies le photon sera alors absorbé, diffusé ou il passera à travers comme si de rien n'était.

Ces énergies dépendent fortement des atomes et de leurs liaisons. Certaines substances sont donc transparentes dans la gamme des photons visibles (assez étroites dans tout le spectre des ondes électromagnétiques = photons, qui s'étend des ondes radios de grande longueur d'onde au rayonnement gamma extrêmement énergétique et nocif).

[f6bes]

Je n'ai jamais pu avoir une explication (pas de possibilité de communiquer avec le professeur) quant au fait que le photon puisse passer à travers de la matière.

L'image qui me vient en tête est que tous les atomes sont des formes géométriques collées les unes aux autres, qu'elles laissent des ouvertures permettant de laisser passer des entités plus petites qu'elles (ici, le photon) et que la direction du photon étant linéaire (je me souviens plus du terme exact) et de ce fait il "ricocherai" avec les atomes perdant son énergie cinétique petit à petit entraînant son extinction...

Si vous pouviez m'éclairer (avec des mots simples si possible) je vous en serait reconnaissant.

Bjr à toi,
Reste à savoir de QUELS photons tu nous parles ??
Si on s'en tiens au sens "ordinaire" du mot lumiére ( ce que l'humain perçoit), ben ces photons là ont tout de meme de la difficulté
à "traverser" un mur ,une planche etc...etc..
Donc la "lumiére " ( au sens commmun) ne traverse pas forcément la matiére !
D'autres photons en ont cette possibilité ( rayon X, etc...etc..)
Bonne journée

[Deedee81]

Donc la "lumiére " ( au sens commmun) ne traverse pas forcément la matiére !

Pour préciser ce point, il est utile de dire qu'aucune matière ne laisse passer tous les photons sans rechigner (seul le vide fait ça).

Par contre, les photons gammas très énergétiques passent facilement à travers toute matière (avec quand même un petit taux d'absorption). Leur énergie est telle que même s'ils interagissent avec la matière, cela ne les arrête pas. Ils bousculent les électrons et les éjectent (on parle de rayonnement ionisant, d'où leur danger) et perdent un peu d'énergie (augmentation de la longueur d'onde, effet Compton).

Ainsi, il faut très peu de blindage pour arrêter le rayonnement radioactif alpha (des noyaux d'hélium totalement ionisés et très rapides) : une simple feuille de métal, ou le rayonnement radioactif bêta (des électrons très énergétiques), une feuille à cigarette suffit ! Mais les rayonnements radioactifs gammas sont difficiles à stopper. On utilise donc des matériaux très denses (plomb, uranium 238) de plusieurs centimètres, ce qui permet généralement une atténuation suffisante (un peu de rayonnement passe.... mais pas beaucoup).

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Un autre cas très différent est celui des photons radios de très grande longueur d'onde (longueur d'onde de plusieurs centaines de mètre). Ceux-là ne passent pas à travers la matière, ils passent à coté !!!! C'est le même phénomène que les vagues : arrêter une vague avec une digue, ça va, avec un piquet, ça marche moins bien De même avec le son : les sons graves passent plus facilement que les aigus (d'où le boum boum boum des véhicules avec une sono trop puissante).

Pour intercepter une onde radio il faut un obstacle typiquement de la moitié ou du quart de la longueur d'onde. En dessous, les performances chutent fortement. Les antennes sont ainsi dites "quart d'onde" par exemple. On utilise donc pour la transmission en modulation d'amplitude (beaucoup moins utilisée qu'avant, maintenant on utilise surtout la bande FM), la bande AM se situe typiquement dans les longueurs d'ondes de l'ordre du mètre.

[coussin]

La lumière passe dans la matière quand elle n'y est pas absorbée, c'est tout (et c'est une belle lapallissade ).
Prenez un atome qui absorbe certaines longueur d'onde. Si vous envoyez cette longueur d'onde sur cet atome, il y a une chance (environ 1/137) que ce photon soit absorbé. Même là, c'est pas sûr.
Quand vous envoyez une longueur d'onde complètement différente, la probabilité que le photon soit absorbé chute dramatiquement et on peut dire pour faire simple que le photon n'est juste pas absorbé. Il "passe" donc comme si l'atome n'était pas là.
Tout matériau absorbe plus ou moins dépendant des longueurs d'onde. Cette info est contenu dans l'indice de réfraction du matériau. Si vous envoyez une longueur d'onde qui n'est pas absorbé, pas "ça passe". Si le verre est transparent c'est parce qu'il n'absorbe pas la lumière visible.