L’atome est constitué à 99,9 % de vide. © Talaj, Adobe Stock
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Si les atomes sont composés de vide, pourquoi la matière n'est-elle pas transparente ?

Question/RéponseClassé sous :Physique , atome , matériau transparent
 

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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[EN VIDÉO] Interview : quelle est l'origine des atomes ?  Les atomes sont présents tout autour de nous. Ces infimes fragments de matière forment les planètes, les objets, les êtres vivants, etc. Cependant, ils n’ont pas toujours existé sous cette forme. Futura-Sciences a interviewé Roland Lehoucq, astrophysicien, afin qu’il nous parle de la naissance des atomes au sein des étoiles. 

La composition d'un atome 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 volume d'environ un kilomètre de diamètre ! On peut donc dire que l'atome est essentiellement constitué de vide. Or, la lumière 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 électrons dans l'atome et assurent la cohésion de la matière. Lorsque les rayons lumineux arrivent sur un atome, ils mettent en vibration les électrons qui perturbent le champ 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 fréquences, dites de résonance, qui dépendent du niveau d'énergie de l'atome (position occupée par les électrons). C'est ce qui donne la couleur aux objets. Mais lorsque l'énergie des photons n'est pas assez grande pour exciter les électrons, les ondes lumineuses passent à travers le matériau sans causer d'interférence. 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.

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