Chromisme (3) – Structurel

Couches minces

Miroir de Bragg

Cristaux photoniques

Le carburant sur l’eau crée un film mince, qui interfère avec la lumière, produisant des couleurs différentes. Ce phénomène s’appelle l’iridescence.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Iridescence

L’iridescence, aussi connue sous le nom de goniochromisme ou d’irisation, est la propriété de certaines surfaces qui semblent changer de couleur selon l’angle de vue ou d’illumination. Des exemples d’iridescence comprennent notamment : les bulles de savon, les ailes de certains papillons, le plumage de certains oiseaux, le corps de la mygale Pterinopelma sazimai, certains coquillages, et certains minéraux. L’iridescence est souvent créée par coloration structurelle (microstructurent qui provoquent des interférences) ou par le phénomène optique de diffraction. Elle est souvent confondue avec l’irisation, l’iridescence étant un terme plus spécifiquement réservé à la diffraction et l’irisation à l’interférence.

https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/zoologie-iridescence-10240/ L’iridescence donne aux ailes du papillon morpho qui vit dans les forêts tropicales, une couleur bleu métallique. © Garoche, Pixabey, CC0 Creative Commons.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Cristal_photonique

Les cristaux photoniques sont des structures périodiques de matériaux diélectriques, semi-conducteurs ou métallo-diélectriques modifiant la propagation des ondes  électromagnétiques de la même manière qu’un potentiel périodique dans un cristal semi-conducteur affecte le déplacement des électrons en créant des bandes d’énergie autorisées et interdites. Les longueurs d’onde pouvant se propager dans le cristal se nomment des modes dont la représentation énergie-vecteur d’onde forme des bandes. L’absence de modes propagatifs des ondes électromagnétiques (EM) dans de telles structures, dans une plage de fréquences ou de longueurs d’onde, est alors qualifiée de bande interdite (band gap en anglais). […] La forme la plus simple de cristal photonique est une structure périodique à une dimension composée d’un empilement multicouche également appelé « miroir de Bragg ». On l’assimile à un cristal photonique unidimensionnel, car les propriétés spécifiques au cristal photonique n’existent que dans une seule dimension. Les cristaux photoniques bidimensionnels sont principalement des plaques, c’est-à-dire que l’épaisseur est du même ordre de grandeur que la période cristallographique du cristal photonique. La périodicité de ces plaques est généralement créée en « gravant » une structure de trous dans une plaque dont le matériau possède un indice de réfraction élevé.

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On sait qu’il convient de distinguer les couleurs d’origine pigmentaire et les couleurs d’origine structurelle.  Les premières correspondent à l’absorption par la matière, au niveau moléculaire, d’une partie du spectre de la lumière visible. Par contre les couleurs structurelles résultent d’interférences lumineuses sur des structures dont les dimensions sont de l’ordre de grandeur des longueurs d’onde de la lumière visible.

Trois études sont proposées sur les couleurs structurelles et les prolongements de ce type de processus :

– Couches minces

– Miroir de Bragg

– Cristaux photoniques

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On pourra consulter également :

Energie (8) – Infrarouges et Iridescences

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Tous les documents indiqués sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier chromisme (3) structurel).

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1. Couches minces

Documents de travail : [1-couche-mince.pdf] ; [2-antireflet.pdf] ; [3-stokes-rayleigh.pdf] et [3-interpretations.pdf]

Documents d’aide : [aide.pdf] ; [reflexion-transmission.pdf]

Documents complémentaire : [pulverisation-cathodique.pdf]

2. Miroir de Bragg

Documents de travail : [1-miroir-bragg.pdf] 

Documents d’aide : [aide.pdf] ; [reflexion-transmission.pdf]

3. Cristaux photoniques

Documents de travail : [etude-documents.pdf]

Documents à exploiter :

[coloration-structurelle.pdf] ; [cristaux-photoniques.pdf]

[cameleon-begonia.pdf] ; [nanoeponges-photoniques.pdf]

[histoire-applications.pdf]

https://www.laboratoire-francais-gemmologie.fr/la-gemmotheque/opale-2/

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Tous les documents indiqués sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier chromisme (3) structurel).

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