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Lena (8 ans):
Pourquoi le verre est-il transparent ?
Les matériaux sont opaques lorsqu'ils absorbent la lumière incidente, comme la plupart des matériaux, et transparents lorsqu'ils laissent passer la lumière, comme le verre ou l'eau. Pour mieux comprendre, il faut savoir ceci :
La lumière se compose de nombreux rayons ondulés. Les ondes que nous connaissons le mieux sont celles des liquides, par exemple les vagues d'eau qui roulent vers la rive de la mer. Les endroits où l'eau est la plus haute sont appelés des crêtes et la distance entre deux crêtes voisines est la longueur d'onde. C'est la même chose pour les rayons lumineux, mais les longueurs d'onde des rayons lumineux sont beaucoup plus petites. La couleur de la lumière dépend de sa longueur d'onde : la lumière violette a les ondes les plus courtes, la lumière rouge les plus longues. La lumière blanche est composée de très nombreuses ondes qui ont des longueurs d'onde différentes. Un arc-en-ciel ou un prisme peuvent séparer ces différentes ondes et les classer par couleur.
Revenons aux matériaux : différents matériaux sont composés de différents atomes - ce sont les éléments constitutifs des substances. Les atomes sont à leur tour constitués de noyaux autour desquels tournent des électrons. Entre les électrons, il y a un peu d'espace à travers lequel les ondes lumineuses qui arrivent veulent se faufiler. Dans de nombreux matériaux, cela ne fonctionne pas : l'espace entre les électrons est trop petit, les ondes lumineuses se heurtent donc aux électrons et ceux-ci arrêtent les ondes. L'énergie des ondes lumineuses est alors transférée aux électrons et est ensuite transformée en chaleur. C'est pourquoi un revêtement routier noir est opaque et devient chaud au soleil : il absorbe la lumière de toutes les longueurs d'onde et transforme l'énergie en chaleur.
Avec le verre, c'est différent : il est composé d'atomes qui permettent aux rayons lumineux de circuler autour des électrons. C'est pourquoi le verre est perméable à la lumière visible. Sauf si l'on ajoute volontairement au verre certains types d'atomes qui absorbent les ondes d'une certaine couleur. C'est ainsi que l'on fabrique du verre coloré, par exemple pour les bouteilles. Ceux-ci laissent passer de nombreuses ondes lumineuses, mais pas toutes.
Notre expert:
Christoph Weder
Professeur de Chimie de Polymères et matériaux, Institut Adolphe Merkle
« Quand j'avais 10 ans, je adorais construire des cabanes dans la forêt avec mes amis ».
Source de l'image: archive privée