Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau terminale
Partager :

Couleurs interférentielles des colibris

Posté par
Romswit
17-10-12 à 16:13

Bonjour,
j'ai un problème dans mon DM de physique et j'aurais besoin de votre aide. Voici l'énoncé :

<< Les couleurs des animaux sont pour la plupart dues à des pigments. Mais, chez certains insectes et certains oiseaux, la production de couleurs provient d'interférences lumineuses. C'est le cas du plumage des colibris.
Leurs plumes sont constituées d'un empilement de petites lames transparentes réfléchissant la lumière. Pour comprendre le phénomène, une lame de plume sera modélisée par un parallélépipède transparent d'épaisseur e, d'indice de réfraction n, placé dans l'air.

Les deux rayons réfléchis par la lame à faces parallèles se superposent sur la rétine de l'observateur et y interfèrent.
Pour un angle de réfraction r donné, la différence de marche notée des rayons dépend de l'épaisseur e de la lame et de son indice de réfraction n. Elle est donnée par :
=2n.e.cos(r)+/2
Cet indice n dépend de la longueur d'onde de la radiation.
Parmi toutes les radiations de la lumière solaire, on s'intéresse à celles de longueur d'onde :
\lambda_R = 750 nm et \lambda_V = 380 nm.
On prendra e = 0.15 µm.

1. Quelle condition doit vérifier la différence de marche pour que les interférences soient constructives ? Destructives ?

2. Pour un angle de réfraction r = 20°, vérifier par le calcul que les interférences des deux rayons sont constructives pour le rouge (n_R= 1.33) et destructives pour le violet (n_V = 1.34).

3. La couleur observée correspond à une longueur d'onde pour laquelle les interférences sont constructives. Pour quel angle de réfraction r observe-t-on une coloration violette ?

4. La couleur observée dépend-elle de l'angle d'incidence ? Justifier la réponse.
En déduire une méthode expérimentale pour distinguer la nature d'une couleur, pigmentaire ou interférentielle. >>


=> J'ai répondu à la première question en disant que :
Pour des interférences constructives, =k.
Pour des interférences destructives, =(2k+1)x/2

Ensuite, je bloque à la seconde question et est donc bloquée pour la suite.
Je m'explique. J'ai calculé à partir de cette formule : =2n.e.cos(r)+/2 pour trouver = 375 pour le rouge et = 190 pour le violet. Pour moi, les deux seraient donc destructives car elle correspondent à =(2k+1)x/2 pour k = 0.

Je suis donc bloquée, je ne sais pas comment m'y prendre pour trouver des interférences constructives pour le rouge et destructives pour le violet.

Merci d'avance pour votre aide.

Posté par
Marc35
re : Couleurs interférentielles des colibris 17-10-12 à 17:22

Bonjour,
Je ne trouve pas 375 pour le rouge (375 quoi, d'ailleurs ?).
Et pas 190 (190 quoi ?) pour le violet, non plus...

Posté par
Romswit
re : Couleurs interférentielles des colibris 17-10-12 à 17:35

Bonjour,
En prenant =2(n.e.cos(r)+/2) (en multipliant le tout par 2 au lieu de seulement n) j'obtiens effectivement des nombres différents.
750 pour le rouge et 760 pour le violet. Je ne connais pas l'unité de par contre...
Mais là pour le coup je tombe bien sur rouge = constructive mais pour le violet j'ai un problème, k = 1/2 et n'est donc pas un entier !

Ferais-je des fautes de calculs ? :/

Posté par
Elodie95
re : Couleurs interférentielles des colibris 18-10-12 à 01:46

Bonjour,
Normalement est en mètre et pour l'interférence destructive au violet moi j'ai fait (21,34)0,1510-6cos(20)+((38010-9)/2) (j'ai fait pareil pour le rouge et j'ai retrouver )
Ensuite faut vérifier que c'est un multiple impair depour l'interférence destructive:violet=k et k=violet / moi j'ai trouver environ 1,49 qui une fois arrondit et mis en fraction donne un multiple impair soit 3/2
donc la verification est faite pour l'onde destructive
Pour le reste moi aussi je bloque

Posté par
Marc35
re : Couleurs interférentielles des colibris 18-10-12 à 12:00

Oui, Elodie, c'est bon...
\delta\,=\,2\,n\,e\,cos\,r\,+\,\frac{\lambda}{2}
Pour le rouge :
\delta_R\,=\,2\times1,33\times0,15.10^{-6}\times cos\,20\,+\,\frac{750.10^{-9}}{2}\,=\,7,49937.10^{-7}\,\,m
Donc avec 2 chiffres significatifs,  \delta_R\,=\,750\,\,nm
C'est donc égal à  1\,\,\lambda_R donc interférence constructive.
Pour le violet :
\delta_V\,=\,2\times1,34\times0,15.10^{-6}\times cos\,20\,+\,\frac{380.10^{-9}}{2}\,=\,5,67756.10^{-7}\,\,m
Donc avec 2 chiffres significatifs,  \delta_V\,=\,568\,\,nm
\frac{568}{380}\,=\,1,494
Donc  \delta_V\,\simeq\,1,5\,\lambda_V ==> interférence destructive

Posté par
Marc35
re : Couleurs interférentielles des colibris 18-10-12 à 12:09

Pour la 3
\delta_V\,=\,2\,n_V\,e\,cos\,r\,+\,\frac{\lambda_V}{2}\,=\,k\,\lambda_V
2\,n_V\,e\,cos\,r\,=\,k\,\lambda_V\,-\,\frac{\lambda_V}{2}
2\,n_V\,e\,cos\,r\,=\,\left(k\,-\,\frac{1}{2}\right)\,\lambda_V

\Large cos\,r\,=\,\frac{\left(k\,-\,\frac{1}{2}\right)\,\lambda_V}{2\,n_V\,e\,}
Donc le premier angle de réfraction est pour k = 1
\Large r\,=\,cos^{-1}\,\left(\frac{\frac{\lambda_V}{2}\,}{2\,n_V\,e\,}\right)

Posté par
Marc35
re : Couleurs interférentielles des colibris 18-10-12 à 12:12

Pour la 4

Citation :
La couleur observée dépend-elle de l'angle d'incidence ?

La réponse est clairement oui...
Citation :
En déduire une méthode expérimentale pour distinguer la nature d'une couleur, pigmentaire ou interférentielle.

Pour une couleur pigmentaire, la couleur ne change pas avec l'angle d'incidence.
Pour une couleur interférentielle, la couleur change avec l'angle d'incidence.

Posté par
Romswit
re : Couleurs interférentielles des colibris 18-10-12 à 21:41

Eh ben... Merci à vous ! ^^'
En fait, j'avais juste fait des erreurs de calculs ...

Posté par
Elodie95
re : Couleurs interférentielles des colibris 19-10-12 à 00:36

Bonjour,
Merci pour l'aide sur les dernière question



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2025

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 245 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !