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Interaction des matériaux avec la lumière [ELI12] Pourquoi certains matériaux laissent-ils passer la lumière alors que d'autres la réfléchissent simplement ? Pourquoi absorbent-ils la lumière et comment fonctionnent les jouets qui brillent dans le noir ? EDIT : orthographe Expliquez comme si j'avais cinq ans.
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Les questions de lueur dans le noir et d'absorption ont été répondues, alors je vais vous dire pourquoi certains matériaux laissent passer la lumière. Chaque matériau a une * * composition atomique spéciale * * . Pensez aux atomes comme à de très, très petits blocs Lego - tout dans notre monde en est fait. Si vous tenez un morceau de verre, un morceau d'acier et un morceau de bois l'un à côté de l'autre, ils sont essentiellement fabriqués à partir de la même chose - leurs pièces Lego sont simplement disposées différemment ! Maintenant, pourquoi certaines choses laissent-elles passer la lumière (cette propriété est appelée 'transparence') ? Tout se résume à ce qu'on appelle les « longueurs d'onde ». La lumière est * * un rayonnement électromagnétique * * d'une longueur d'onde spécifique. Que sont exactement les longueurs d'onde ? Pensez à être à la plage et à regarder les vagues venir sur le rivage. Si vous pouviez mesurer le début et la fin d'une onde, vous auriez une longueur d'onde. Le rayonnement électromagnétique se comporte à peu près de la même manière, sauf que ces ondes sont minuscules ! La lumière visible , ce que vous et moi pouvons voir , se situe entre 400 et 700 nanomètres ( un nanomètre , écrit " nm " , vaut 1,0 x 10 ^ -9 mètres - c'est un milliardième de mètre ! ) . Cela signifie que chaque couleur que nous pouvons voir tombe dans cette gamme - c'est ce qu'on appelle le * * spectre visible * * . Encore avec moi ? Génial ! Alors , nous avons le spectre visible , mais qu'en est - il des longueurs d' onde inférieures à 400 nm ? Et s'ils sont plus gros que 700 nm ? Ceux-ci existent aussi. Il y en a vraiment de minuscules, comme les rayons gamma (environ un billionième de mètre, ou 10 ^ -12), les rayons X (environ 0,1 à 10 nm) et les rayons ultraviolets (10 à 400 nm). Ensuite , il y a les gros comme les infrarouges et les micro - ondes et les très gros comme les ondes radio , qui ont une longueur d' onde allant de 1 millimètre à 100 kilomètres - pour mettre cela en perspective , à 100 kilomètres , c'est environ 100 milliards de fois plus grand que un rayon-X . Que signifient ces longueurs d'onde pour nous, alors ? Revenons à notre morceau de verre, d'acier et de bois. Le morceau de verre est transparent pour nos yeux, il laisse passer la lumière visible. Le bois et l'acier non. Cependant , si nous pouvions voir dans l' infrarouge , nous ne pourrions voir à travers aucune des pièces ( le verre ne transmet pas très bien l' infrarouge ) -- si nous voyions dans les rayons X , nous serions capables de voir à travers le bois et le verre mais pas l'acier - l'acier réfléchit les rayons X ! Alors, comment fonctionne la * * réflexion * * ? Tous les objets refléteront certaines longueurs d'onde - dans le spectre visible, nous pouvons voir des choses parce qu'elles réfléchissent la lumière visible (et d'autres radiations). La plupart des objets, comme le verre, transmettront certaines longueurs d'onde (dans le cas du verre, les longueurs d'onde visibles) mais en réfléchiront d'autres (dans le cas du verre, les longueurs d'onde infrarouges). La raison pour laquelle le rayonnement est réfléchi est qu'une partie de celui-ci frappe les atomes qui composent les objets et rebondit dans une direction différente ; les petites longueurs d'onde de rayonnement ont plus de facilité à pénétrer les objets puisqu'elles sont capables de passer plus facilement à travers les interstices des atomes. Inversement, les grandes longueurs d'onde, comme les ondes radio, sont plus facilement réfléchies car elles sont très grandes. Si vous avez un objet très épais, comme un mur de béton, il sera capable d'arrêter plus de rayonnement qu'un mince, simplement parce que le rayonnement perdra de l'énergie en rebondissant sur les atomes du mur. Donc, en fin de compte, la composition atomique d'un objet est ce qui détermine les types d'énergie qui peuvent le traverser. Très peu de choses sont imperméables à tous les rayonnements - c'est pourquoi nous rencontrons des difficultés avec nos missions vers Mars, car la technologie actuelle ne peut pas empêcher les astronautes d'être baignés dans le rayonnement mortel à haute énergie (gamma) du soleil. * * Clause de non-responsabilité * * : J'ai essayé de garder cela aussi simple que possible. Il y a d'autres choses comme la réfraction et la cohérence qui entrent en jeu, mais je pense qu'elles sont un peu trop pour ce subreddit.