DM : Etude de documents : La couleur des ailes du papillon Morpho

DM : Etude de documents : La couleur des ailes du papillon Morpho
Dior avait choisi le papillon Morpho pour illustrer
en 1970 sa première publicité pour des lunettes et
plus récemment, la SNCF s’est servie de cet insecte
pour vanter les mérites de l’escapade champêtre : ce
papillon a une couleur bleue d’une telle beauté que
de nombreuses marques y ont recours.
Quelle est l’origine de ce bleu ?
On peut expliquer la couleur structurale des
papillons morpho : un examen approfondi d’une
aile de morpho montre que les écailles sont
transparentes, et que celles situées au-dessous
sont formées par un empilement de lamelles
d'une épaisseur comprise entre 1 et 2 dixièmes
de mm. La théorie des interférences lumineuses
confirme que ce réseau réfléchit
majoritairement la lumière bleue.
Source : « La couleur dans tous ses états » de
B.Valeur.
D'après les documents, quel phénomène est à l’origine de ces couleurs ?
Pourquoi parle-t-on de couleur "structurale" ?
Qu’appelle-t-on interférences constructives ? Dans quelles conditions les obtient-on ?
D’où provient la différence de marche entre les rayons lumineux 2 et 3 ? Expliquer en citant
clairement les différents phénomènes physiques mis en jeu et représenter cette différence de
marche sur la figure.
5) On se propose de calculer la longueur d’onde pour laquelle on observe le phénomène.
Pour un angle la différence de marche  entre les rayons 2 et 3 est :
 = 2 × n × e avec : - n, indice de réfraction de la lame mince
- e, épaisseur de la lame mince.
a) Exprimer en fonction de , la 1ère valeur de  pour laquelle on observe des interférences
constructives.
b) En déduire la valeur de  si n = 1,47 et e = 0,162m.
c) Ce résultat est-il en accord avec le document proposé?
6) La couleur observée dépend de la direction d'observation, cela constitue l'iridescence.
Interpréter ce phénomène.
7) Montrer que ce modèle de la lame mince permet aussi
d'expliquer l'origine des couleurs sur les bulles de savon.
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DM : Etude de documents : La couleur des ailes du papillon Morpho
Dior avait choisi le papillon Morpho pour illustrer
en 1970 sa première publicité pour des lunettes et
plus récemment, la SNCF s’est servie de cet insecte
pour vanter les mérites de l’escapade champêtre : ce
papillon a une couleur bleue d’une telle beauté que
de nombreuses marques y ont recours.
Quelle est l’origine de ce bleu ?
On peut expliquer la couleur structurale des
papillons morpho : un examen approfondi d’une
aile de morpho montre que les écailles sont
transparentes, et que celles situées au-dessous
sont formées par un empilement de lamelles
d'une épaisseur comprise entre 1 et 2 dixièmes
de mm. La théorie des interférences lumineuses
confirme que ce réseau réfléchit
majoritairement la lumière bleue.
Source : « La couleur dans tous ses états » de
B.Valeur.
D'après les documents, quel phénomène est à l’origine de ces couleurs ?
Pourquoi parle-t-on de couleur "structurale" ?
Qu’appelle-t-on interférences constructives ? Dans quelles conditions les obtient-on ?
D’où provient la différence de marche entre les rayons lumineux 2 et 3 ? Expliquer en citant
clairement les différents phénomènes physiques mis en jeu et représenter cette différence de
marche sur la figure.
12) On se propose de calculer la longueur d’onde pour laquelle on observe le phénomène.
Pour un angle la différence de marche  entre les rayons 2 et 3 est :
 = 2 × n × e avec : - n, indice de réfraction de la lame mince
- e, épaisseur de la lame mince.
a) Exprimer en fonction de , la 1ère valeur de  pour laquelle on observe des interférences
constructives.
b) En déduire la valeur de  si n = 1,47 et e = 0,162m.
c) Ce résultat est-il en accord avec le document proposé?
13) La couleur observée dépend de la direction d'observation, cela constitue l'iridescence.
Interpréter ce phénomène.
14) Montrer que ce modèle de la lame mince permet aussi
d'expliquer l'origine des couleurs sur les bulles de savon.
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