L'eau*
DIVERS
+ DE 2 ANS
Le 29/03/2005 à 18h01
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Question d'origine :
Réponse du Guichet
anonyme
- Département : Équipe du Guichet du Savoir
Le 30/03/2005 à 18h35
Cette question est relative au réfléchissement des ondes lumineuses (couleurs) par la matière. Pour un développement plus complet de ce thème vous pouvez commencer par consulter cette précédente réponse du GdS à la question : Pourquoi le ciel est bleu ?
En ce qui concerne l'eau, le site Cybersciences propose cette réponse :
(...)
Dans le cas de l'eau, on la retrouve sur Terre à l'état gazeux (vapeur), liquide et solide. À l'état solide, elle peut prendre diverses formes : glace et neige. Si la glace est généralement translucide, la neige est blanche car les molécules d'eau sont organisées selon une structure cristalline qui réfléchit toutes les longueurs d'onde de la lumière qu'elle reçoit.
Quant à l'eau liquide, lorsqu'elle est pure, elle est transparente. La lumière la traverse sans être absorbée, sauf sur des distances dépassant plusieurs mètres. Le bleu des océans, comme celui du ciel, est dû à l'absorption puis à la réémission de la lumière par des particules en suspension. Cette interaction se produit lorsque la taille des particules est approximativement celle de la longueur de l'onde lumineuse. Les particules contenues dans le ciel et les océans sont majoritairement de petite taille et absorbent donc les ondes lumineuses courtes, comme le bleu. Mais les océans doivent surtout leur couleur à celle du ciel qu'ils réfléchissent.
Pour aller plus loin, il faut avouer que l'eau en réalité n'est pas complètement transparente. Voici les explications plus détaillées du Palais de la Découverte :
Est-ce que l'eau est vraiment transparente ?
Il y a trois choses auxquelles il faut faire attention :
1- Que veut dire "transparent" ?
2- Quelle est l'épaisseur de l'eau ?
3- L'eau en question est-elle pure ?
Concernant le point 1, l'eau absorbe fortement la lumière entre 920 nm et 1 000 nm. Elle n'est donc pas vraiment transparente. Mais il est vrai que ce domaine n'est pas dans le visible. Mais l'eau absorbe aussi la lumière (dans une moindre mesure) aux alentours de 720 nm. Et là, nous sommes dans le visible. L'eau n'est donc pas transparente.
Concernant le point 2, il est clair que plus l'épaisseur d'eau sera importante et plus l'intensité de la lumière aux fréquences absorbées sera faible après la traversée de l'eau. Par conséquent, pour une épaisseur d'eau suffisamment importante, cette atténuation des fréquences absorbées finira par devenir perceptible. Cela n'est évidemment pas le cas pour de faibles épaisseurs.
Concernant le point 3, il est clair qu'en fonction des impuretés présentes dans l'eau d'autres bandes de fréquences pourront également être absorbées. Enfin, en plus des fréquences absorbées il faudrait également tenir compte de la diffusion de la lumière.
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