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Cristaux photoniques en minéralogie


Stalker
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Bonjour.

A l'université, en "projet chimie", je travaille sur les cristaux photoniques. Nous avons observé des écailles de papillon Morpho et de la nacre au microscope électronique et nous avons synthétisé des billes de silice que l'on va tenter vendredi de faire "cristalliser" pour créer de l'opale. Tout se passe donc plutôt bien a une exception près (et c'est paradoxal), c'est qu'on n'a toujours pas compris ce qu'est réellement un cristal photonique. Je pourrais réciter la description qu'on en fait, mais ça ne me satisfait pas. Du coup je ne sais pas non plus vraiment reconnaitre un cristal photonique: une écaille de morpho et un cristal photonique alors que une plume d'ara n'en est pas un? La nacre en est un mais pas la labradorite? La dispersion de Rayleigh est elle le produit d'un cristal photonique?

Donc voila, si vous le voulez bien, pourriez vous m'expliquer de façon plus ou moins vulgarisée ce concept, ça me rendrait service. Ça me permettra également de trouver de nouveaux échantillons a observer.

Merci

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Dans l'opale il y a bien une structure "cristaline", mais ce n'est pas une empilement de molécules ou d'ions, mais de billes de silice. Enfin ça dépend de l'opale. C'est cette structure qui est responsable de l'effet cristal photonique. La silice elle même est amorphe bien entendu.

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J'en ai profité pour en savoir plus sur l'opale...

Avec ce site, entre autres.

http://www.mineralog...e_opale_com.pdf

http://www.geowiki.f...php?title=Opale

post-3743-0-41473200-1319094195.jpg

un extrait: ...la structure de l’opale est représentée par un empilement de sphères, de 150 à 300nm de diamètre, en un réseau ordonné et non cimenté. Ce réseau permet la diffraction de la lumière pour donner naissance aux jeux de couleurs

C'est un peu comme pour les gouttes d'eau de pluie - le soleil - et l'arc en ciel ?

Ou les irisations d'une tâche d'huile à la surface de l'eau.

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C'est plus compliqué que ça... ça dépend de l'espacement entre les sphères, qui modifie les lois de la diffraction en fonction de la longueur d'onde de la lumière. Certaines sont absorbées, réfléchies etc... Ainsi l'opal, ou la nacre, ou les ailes des papillons morpho sont colorés alors que la matière qui les compose est incolore... C'est bien ce processus que j'ai du mal à capter...

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Stalker' timestamp='1319171978' post='355228'] C'est plus compliqué que ça... ça dépend de l'espacement entre les sphères, qui modifie les lois de la diffraction en fonction de la longueur d'onde de la lumière. Certaines sont absorbées, réfléchies etc... Ainsi l'opal, ou la nacre, ou les ailes des papillons morpho sont colorés alors que la matière qui les compose est incolore... C'est bien ce processus que j'ai du mal à capter...
:question: réagissent-ils de la même manière dans le noir total c'est a dire sans aucune lumière parasite :gratte-tete:
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La diffraction est un phénomène général. Quand une onde (n'importe qu'elle onde) pénètre un matériau (n'importe lequel) dont la structure est périodique l'onde va être diffractée et la figure de diffraction dépend de la géométrie de la structure périodique. Cette figure de diffraction est l'image de la structure du matériau...

D'après ce que j'ai compris, ce n'est pas l'espacement entre les sphères qui est le paramètre pertinent pour qu'il y ait diffraction, ce qui compte, c'est la taille caractéristique des sphères. Cette taille va déterminer une longueur d'onde ou la diffraction va pouvoir être observée.

On peut avoir de la diffraction des rayons X dans un cristal, de la diffraction de la lumière dans un cristal photonique... Les vagues et les ondes hertziennes sont diffractées par des éléments de relief... à vrai dire, on n'a même pas besoin d'avoir une structure périodique pour observer la diffraction. Il suffit que l'onde rencontre un obstacle dont la dimension caractéristique est de l'ordre de sa longueur d'onde. Quand cela arrive, l'onde "éclate" elle va distribuer son énergie dans toutes les directions au lieu de la propager en ligne droite comme elle faisait avant de rencontrer l'obstacle.

Dans le noir total, pour un cristal photonique, il n'y aura rien, pas de diffraction puisque pas d'onde pour l'observer. Si on envoie de la lumière blanche, il n'y aura diffraction que pour une certaine famille de longueurs d'ondes. Il faut donc bien choisir la longueur d'onde d'étude. Je ne sais pas si j'ai répondu à la question, en même temps je ne suis pas spécialiste du domaine.

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  • 2 months later...

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