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Niveau première
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TPE : pourquoi je vois mon bonnet de noel rouge

Posté par
cosmoff
19-11-19 à 21:06

Bonjour à tous,

voila pour mon TPE, je dois dans un premier temps expliquer pourquoi mon bonnet rouge me renvoie du rouge et absorbe et/ou laisse passer d'autre fréquence de lumiere.

Avec mes camarades on a décidé de s'inspirer du modele du ressort qui est abordable pour notre niveau.

j'explique une partie de mon raisonnement afin de vous amenez mon incompréhension, n'hésitez pas à me corriger.

la lumiere est une onde électromagnétique avec une composante magnétique et une composante électrique. C'est cette derniere qui nous interesse car elle intéragie avec les liaisons atomiques, les liaison moléculaires et entre le noyau atomique et le nuage électronique de l'atome (moment dipolaire). Quand la lumiere d'une fréquence f entre dans mon bonnet rouge, elle fait vibrer mes ressorts. j'ai donc plusieurs cas :

-> la fréquence de résonance de mon ressort est égale ou est proche de la fréquence de la lumiere qui pénetre l'objet. Dans ce cas mes ressorts font vibrer avec une tres forte amplitude (car fréquence de résonance) et une meme fréquence, ce qui dégage la meme lumiere. Je vois donc mon objet de cette couleur. (J'ai une démonstration avec une masse relié à un ressort, et une force oscillante qui exite mon systeme masse-ressort afin de démontrer la fréquence de résonance)

->la fréquence de la lumiere est tres loin de la fréquence de résonance de mon objet, et donc l'énergie de la lumiere est tres peu absorbé, donc la lumiere transpere mon objet. Je vois donc un objet transparent.

partie compliqué et obscure pour moi :
->la fréquence de la lumiere est mi proche de la fréquence de résonance donc la lumiere fait vibrer un peu les ressorts de mon objet, mais les ressorts vibrent tellement peu fort en entré de l'objet que ne vois aucune couleur qui est réfléchie car l'amplitude est trop faible. Et lorsque la lumiere sort de mon objet, son énergie restante est trop faible car elle a été absorbé par les ressorts de mon objet, donc l'objet n'est pas transparent. Le mouvement de mon systeme ressort + masse des atomes/molécules ont augmenter la vitesse de mon systeme et donc l'objet dégage de la chaleur sous forme de rayonnement infrarouge.

Est ce que cet approche est raisonnable pour mon exposé ?

Merci d'avance pour votre aide et vos remarques.

Posté par
gts2
re : TPE : pourquoi je vois mon bonnet de noel rouge 19-11-19 à 21:50

***Bonjour***

Quand la fréquence de la lumière est à la fréquence de résonance du "ressort", celle-ci l'excite bien, elle est donc absorbée (ce qui chauffe l'objet), et ensuite l'oscillation du ressort s'arrête par frottement. Donc si la fréquence "est rouge" l'objet ne sera pas rouge mais aura la couleur complémentaire.

En dehors de cette fréquence, la lumière est peu absorbée comme vous le dites et on retombe sur la couleur complémentaire.  

Au voisinage de la fréquence de résonance, il y aura un peu d'absorption, donc la température de l'objet va en effet augmenter.
Vous avez du voir cela en chimie quand vous avez fait de la spectrophotomètrie : un pic à la fréquence de résonance mais avec une certaine largeur.

Pour ce qui est de approche raisonnable, il vaut mieux voir avec votre professeur.

Posté par
gts2
re : TPE : pourquoi je vois mon bonnet de noel rouge 19-11-19 à 21:54

La couleur des objets est au programme de première, vous devriez trouver des "choses" dans votre livre de physique.

Posté par
cosmoff
re : TPE : pourquoi je vois mon bonnet de noel rouge 20-11-19 à 20:31

j'ai du mal à comprendre ce que vous venez de dire :
"Quand la fréquence de la lumière est à la fréquence de résonance du "ressort", celle-ci l'excite bien, elle est donc absorbée (ce qui chauffe l'objet), et ensuite l'oscillation du ressort s'arrête par frottement. Donc si la fréquence "est rouge" l'objet ne sera pas rouge mais aura la couleur complémentaire.
"

pour moi, dans le cas ou il y a résonance, le systeme masse ressort oscille à la fréquence de la lumière avec une forte amplitude. donc si la fréquence est rouge, l'objet sera rouge?  Il ne peut pas avoir absorption car la lumiere rebondit sur l'objet comme un métal.

Posté par
gts2
re : TPE : pourquoi je vois mon bonnet de noel rouge 20-11-19 à 20:56

Ce que vous dites est vrai pour un métal, quand la lumière "rebondit", il y a réflexion (obéissant aux lois de Descartes), mais votre bonnet a priori n'est pas un morceau de métal, on a réflexion diffuse, ce qui veut dire que l'onde pénètre légèrement et la couleur réfléchie est de couleur proche de la couleur transmise.
Voir vers le bas de la page.
Et aller jeter un coup d'oeil à votre livre.

Posté par
gts2
re : TPE : pourquoi je vois mon bonnet de noel rouge 20-11-19 à 22:07

Autre piste : pour teinter un tissu en rouge, on le plonge dans une solution de quelle couleur ? Et dans quel domaine de longueur d'onde, cette solution est-elle absorbante ?



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