Un atome est constitué à 99,9 % de vide. Dans ce cas, pourquoi les rayons lumineux ne peuvent-ils pas traverser la matière, rendant les objets transparents ?

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La composition d'un atomeatome se présente ainsi : un noyau et des électrons qui gravitent autour. La taille du noyau est de l'ordre de 10-15 m, tandis que l'atome mesure environ 10-10 m de diamètre. Si le noyau d'un atome mesurait un centimètre de diamètre, l'électron graviterait ainsi dans un volumevolume d'environ un kilomètre de diamètre ! On peut donc dire que l'atome est essentiellement constitué de vide. Or, la lumièrelumière constituée d'ondes électromagnétiques se propage dans le vide ; elle devrait donc logiquement traverser sans encombre la matière qui devrait alors nous sembler transparente.

Si on voit bien les objets, c'est que le noyau émet de puissants champs électromagnétiques qui retiennent les électronsélectrons dans l'atome et assurent la cohésion de la matière. Lorsque les rayons lumineux arrivent sur un atome, ils mettent en vibrationvibration les électrons qui perturbent le champ électriquechamp électrique et modifient ainsi le rayonnement reçu. C'est cette modification qui fait que l'on voit la matière constituée d'atomes.

La composition d'un atome

Alors pourquoi certains matériaux sont-ils quand même transparents ? Un atome n'absorbe la lumière qu'à certaines fréquencesfréquences, dites de résonance, qui dépendent du niveau d'énergieénergie de l'atome (position occupée par les électrons). C'est ce qui donne la couleur aux objets. Mais lorsque l'énergie des photonsphotons n'est pas assez grande pour exciter les électrons, les ondes lumineuses passent à travers le matériaumatériau sans causer d'interférenceinterférence. Ils nous apparaissent donc transparents. En modifiant la longueur d'onde de la lumière, il est possible de « voir » à travers des objets opaques. Des rayons de faible longueur d'onde, comme les rayons X permettent ainsi de voir à travers le corps ou de détecter des objets dans les bagages aux aéroports.