Les cristaux et leur structure :
Les cristaux sont des matériaux solides dont les atomes ou molécules sont arrangés de manière répétitive et ordonnée, formant des réseaux tridimensionnels réguliers.
Cette organisation interne leur confère des propriétés optiques uniques, notamment leur interaction avec la lumière.
Certains cristaux sont dits biréfringents, ce qui signifie qu'ils décomposent la lumière en deux rayons lorsqu'elle passe à travers eux. Ces rayons se propagent à des vitesses différentes selon la direction dans le cristal.
La Science derrière mes Oeuvres
La calcite par exemple:
Pourquoi les couleurs apparaissent :
La lumière blanche est composée de toutes les couleurs du spectre visible. Lorsqu'elle traverse un cristal biréfringent, les deux rayons qui en résultent parcourent des distances légèrement différentes dans le matériau. Ce phénomène est appelé interférence.
L'interférence des deux rayons recombinés amplifie certaines longueurs d'onde (couleurs) et en diminue d'autres, créant des couleurs qui varient en fonction de l'épaisseur et de l'orientation du cristal.
Les filtres polarisants et la lumière :
La lumière polarisée est une lumière dont les vibrations se produisent dans une seule direction. Un filtre polarisant bloque toutes les vibrations lumineuses sauf celles alignées dans une direction spécifique.
Lorsque j’utilises deux filtres polarisants, croisés à 90°, aucun rayon lumineux ne passe normalement à travers. Cependant, si un cristal biréfringent est placé entre eux, il dévie et décompose la lumière, permettant à certaines couleurs d’apparaître.
Utilité dans la recherche scientifique
Les filtres polarisants jouent un rôle crucial dans de nombreux domaines scientifiques et industriels en révélant des interactions subtiles entre la lumière et la matière. Ils sont essentiels en microscopie optique pour analyser les structures cristallines, identifier les minéraux, et étudier les contraintes dans les matériaux. Dans les industries chimique et pharmaceutique, ils permettent de contrôler la cristallisation et d’analyser des molécules chirales, indispensables pour le développement de médicaments.
En optique et électronique, les filtres sont au cœur des technologies comme les écrans LCD et la photonique. Ils contribuent également à la recherche en astronomie et sciences de l’atmosphère, en étudiant la lumière polarisée des étoiles ou les particules dans l’air. Ces outils offrent une passerelle unique entre science fondamentale et applications pratiques, tout en dévoilant l’élégance des interactions lumière-matière.