Diffusion

 

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Loi de Rayleigh

Lorsqu'un milieu est hétérogène, c'est à dire qu'il s'agit d'un mélange d'au moins 2 types de matière ayant des indices de réfraction différents, la lumière est déviée de manière plus ou moins aléatoire. Le milieu apparaît alors plus ou moins trouble selon la taille d des hétérogénéités par rapport à la longueur d'onde l de la lumière qui éclaire le milieu.

    i) Si d < l/10, le milieu est dit opalescent, et on parle de diffusion Rayleigh ou d'effet Tyndall. En raison des fluctuations de densité, le milieu oriente les radiations de grande longueur d'onde (rouge) vers la lumière transmise et les radiations de courte longueur d'onde (bleu) dans les autres directions:

Vu de côté, le milieu apparaîtra bleu tandis qu'il apparaîtra orangé, ou même rouge, vu de face. Un bon exemple d'un tel comportement est la couleur bleutée de la fumée de cigarette, la couleur bleue de l'iris de certains yeux et de beaucoup de plumes d'oiseaux. Une expérience très simple de mise en évidence de cet effet Tyndall est de mettre quelques gouttes de lait dans une verre d'eau. Le milieu devient trouble et apparaît orangé quand tu places le verre en face d'une source lumineuse. Il apparaît en revanche bleuté lorsque tu le regardes à 90° de la source lunineuse.

    ii) Si d ~ l, les interférences détruisent les radiations de courte longueur d'onde et n'affecte pas celles de grandes longueurs d'ondes. La lumière diffusée devient bleu-pâle puis blanche, tandis que la lumière transmise devient jaune-pâle puis blanche. Cette diffusion est à l'origine de la plupart des couleurs blanches observées dans la nature (nuages, neige, carboglace, lilas, narcisses, bouleaux, sycomores, papiers, coton, poils, cheveux, textiles, peintures, mousses, crème fouettée, meringues, marshmallows ...).

    iii) Si d >> l, les interférences détruisent les radiations diffusées quelle que soit leur longueur d'onde et ne subsiste que les phénomènes de réfraction et de réflexion.:

Dans ces conditions la transparence n'apparaît que si la surface offerte à la lumière est lisse.

® Les poudres sèches sont blanches nc et absorption:

Cube arête a = 1 cm Þ V = 1 cm3 Þ S = 6 cm2

1000 cubes a = 1 mm Û S = 60 cm2

1012 cubes a = 1 µm Û S = 6 m2

1021 cubes a = 1 nm Û S = 6000 m2

 

Orientations aléatoires Þ renvoi de 100% de I0

Ø bulles air > 1 µm Þ Couleur blanche

 

undercon.gif (4369 octets)Cette page a été mise à jour le 10/10/99.