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L’effet Tyndall, vous connaissez ?

Effet Tyndall
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Tout le monde connait l’effet Tyndall. Du moins, tout le monde l’a déjà observé, sauf, comme le chantait Brassens, les aveugles, bien entendu.

Il s’agit, tout simplement, d’un phénomène de diffusion de la lumière incidente sur des particules de matière qui sont de dimensions plus petites ou comparables aux longueurs d’onde de cette lumière. Vous avez suivi ?

Cette manifestation est d’autant plus facilement observable que les rayons de lumière traversent des zones riches en particules solides ou liquides. Citons, par exemple, de la poussière, des gouttes d’eau , des suspensions, des émulsions ou des aérosols.

De plus, dans l’effet Tyndall, l’intensité de la lumière diffusée est proportionnelle à la fréquence de la couleur (la longueur d’onde). Cela dépend aussi de l’angle de vue (mais c’est trop compliqué à expliquer).

Petit aparté pour celles et ceux qui dormaient en cours de physique. La lumière se décompose en une gamme chromatique allant du bleu/violet au rouge foncé : violet, indigo, bleu, vert, jaune, orange et rouge.

La lumière bleue est donc notablement plus diffusée que la lumière rouge. Cet effet explique aussi la couleur bleue du ciel. Mais c’est une autre histoire…

Voici quelques exemples :

Dans la forêt

Effet Tyndall - Forêt

Dans le ciel

Effet Tyndall - Ciel

Quand on ne fait pas le ménage…

Effet Tyndall - Intérieur

Sous terre

Effet Tyndall - Grotte

Chez vous

Enfin, dans votre machine à laver (ou celle de John Tyndall ?).

Effet Tyndall - Objet

Au cinéma

Le 7e art n’est pas en reste, rappelez-vous du Seigneur des Anneaux (Les Deux Tours, le 2e de la saga), pendant la bataille du Gouffre de Helm avec l’arrivée des cavaliers du Rohan. Ça le fait, non ? Merci les studios…

Bataille du Gouffre de Helm : Arrivée des cavaliers du Rohan

Mais c’était qui ce Tyndall ?

John TyndallUn scientifique et alpiniste irlandais. John Tyndall (1820-1893) a décrit ce phénomène pour la première fois en 1869 ; cependant, il n’en donna pas une description complète. C’est le physicien Gustav Mie qui l’étudia de manière plus rigoureuse, à partir de 1908 (théorie de Mie) et qui faillit lui voler la vedette.

L’effet Tyndall permet aussi d’expliquer les couleurs bleues/vertes dans les yeux de certaines personnes. La lumière se diffracte différemment en fonction des longueurs d’onde (on l’a déjà écrit plus haut, mais on suppose que vous aviez oublié). La lumière bleue sera ainsi plus diffractée que la lumière rouge, ce qui donnera une couleur bleue à l’iris, alors qu’il n’est que clair. De plus, il est important de noter que les personnes ayant les yeux bleus/verts possèdent moins de pigments dans l’iris qu’une personne avec les yeux brun-noir ou jaune-brun. La couleur bleue apparait plus facilement (un véritable scandale…).

L’effet Tyndall est également utilisé par les détecteurs optiques de fumée. Trop fort, ce Tyndall !

Et il y a plein d’autres applications à découvrir (merci Wikipédia).

Le paon, cet escroc !

Chez les volatiles, les scientifiques sont formels. La couleur des plumes provient essentiellement de leur alimentation. Sauf le bleu. Donc, même si vous gavez vos poussins de « Penicillium roqueforti« , la noble moisissure du bleu d’Auvergne, ils ne deviendront jamais bleus. Cela vous évitera, d’ailleurs, des ennuis avec la LPO.

Mais alors, Léon, quel est ton secret de beauté ?

Encore un coup de l’effet Tyndall. Des chercheurs américains ont donc étudié pendant des mois des centaines de plumes. Ils ont d’abord classé les plumes par tons de bleu. Ils se sont penchés sur la kératine qui imperméabilise les plumes des oiseaux, et ont constaté que, quand les plumes grandissent, les cellules les plus anciennes meurent ; l’eau s’y évapore et est remplacée par de l’air. Les protéines de kératine emprisonnent donc des poches d’air dans les ramifications latérales de la plume appelées barbes.

Les rayons incidents rencontrent les microgranules de mélanine (les pigments de la couleur de la kératine qui sont normalement noirs) de très petite taille et peu concentrées ; ces microgranules réfléchissent les ondes bleues et laissent filtrer les rayons à grande longueur d’onde (le rouge). Une partie de ces rayons est réfléchie  (cas des plumes vertes qui contiennent des pigments jaunes), le reste des longueurs d’onde est absorbé par les microgranules très concentrées.

Cependant, la plume ne présente pas le même ton de couleur selon l’angle (phénomène d’irisation), alors que le dos de la plume est de couleur noire (la couleur de la mélanine).

En résumé, quand la lumière frappe une plume, la structure de kératine émet des rayons rouges et jaunes pour annuler l’effet des rayons de lumière, alors que les rayons bleus sont renforcés par la kératine. Les différentes formes et tailles des poches d’air et de kératine créent différentes nuances de bleu.

Ce phénomène apparaît régulièrement dans des familles d’oiseaux, particulièrement chez les mâles. Les plumes bleues signifiant alors que le bellâtre est beau et apte à la reproduction (toute ressemblance…).

 

 

Léon le paon
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