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Le soleil émet une lumière qui a un spectre qui couvre une large gamme de longueurs d'onde. Toutes les couleurs représentées sur la figure ci-dessous sont émises par le soleil.

Les faisceaux de lumière en provenance du soleil atteignent les molécules présentes dans l'atmosphère. Ces dernières diffusent la lumière: on appelle ce phénomène diffusion de Rayleigh. Toutefois, en fonction de sa longueur d'onde, une couleur n'est pas diffusée de la même manière :

  • Les λ courtes (violet, bleu) sont beaucoup diffusées.
  • Les λ grandes (orange, rouge) le sont très peu.

On peut schématiser cela par la figure ci-dessous :

Mécanisme de la diffusion de Rayleigh

Mécanisme de la diffusion de RayleighLa diffusion de Rayleigh explique donc pourquoi le ciel est bleu et pourquoi le soleil nous parait orange/rouge alors qu'il est "blanc".
La fumée de cigarette peut apparaître bleue sous certaines conditions d'éclairage : on est là aussi en présence d'un diffusion de Rayleigh.

La dispersion de Rayleigh n'est plus valide lorsque on est présence de particules qui ont des dimensions inférieures ou égales au dixième de la longueur d'onde de la lumière incidence.
Dans ce cas de figure la théorie de Mie rentre en jeu. Elle s'applique aussi aux molécules. C'est elle qui, entre autre, explique pourquoi le brouillard et les nuages sont d'une couleur blanche laiteuse.


 

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