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Couleur et apparence visuelle - Transparent, translucide, opaque

| Réf : AF3253 v2

Réflexion métallique par une surface lisse
Couleur et apparence visuelle - L’aspect métallique

Auteur(s) : Patrick CALLET

Date de publication : 10 mars 2018

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2. Réflexion métallique par une surface lisse

Le nom d’orichalque fut donné au III^e siècle avant J.-C. à un alliage de cuivre et de zinc prisé pour son aspect proche de celui de l’or. Dans les textes plus anciens, il correspond à une matière fabuleuse mais indéfinissable. Strabon dans sa Géographie, livre VIII, 56, emprunte un passage aux Philippiques de Théopompe de Chios (IV ^e siècle avant J.-C.) : « Il y a une pierre près d’Andeira qui donne du fer lorsqu’on la brûle. Après être traité dans un fourneau avec une certaine terre, elle donne des gouttes de faux argent. Celui-ci ajouté au cuivre forme le mélange que certains appellent orichalque. »

Christiane Eluère, Jean-Pierre Mohen (, p. 61)

L’apparence visuelle que les métaux nous offrent nous est familière pour bon nombre d’entre eux. Nous identifions souvent le cuivre, l’or, le plomb, le fer et quelques alliages sans trop d’hésitation. Pourtant, la plupart des surfaces métalliques sont, le plus souvent, recouvertes d’oxydes ou de composés formés lors des interactions avec les agents atmosphériques. Lorsque ces couches superficielles sont suffisamment minces elles n’apportent pas de modification perceptible de l’aspect du substrat métallique. Nous allons voir comment la lumière interagit avec une surface métallique « épaisse », laissant de côté les cas particuliers de couches minces ou ultra-minces. Pour ces phénomènes de résonance impliquant les plasmons de surface nous renvoyons le lecteur aux références générales de la physique des plasmas et à celles des couches minces ainsi qu’à l’important document de cours de l’École de printemps sur la couleur des matériaux, consacrée au métal en 2003 ...

BIBLIOGRAPHIE

(1) - WEAVER (H.), KRAFKA (C.), LYNCH (D.W.), KOCH (E.E.) - Optical Properties of Metals, - volume 18-1 et 18-2. Fachinformationzentrum, 7514 Eggenstein-Leopoldhafen 2, Karlsruhe, Germany (1980).
(2) - BORN (M.), WOLF (E.) - Principles of Optics – Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light–. - Pergamon Press, Oxford (1975).
(3) - FOURNET (G.) - Électromagnétisme. - [D1020] Génie électrique (1993).
(4) - VERNES (A.), SZUNYOGH (L.), WEINBERGER (P.) - Ab initio calculation of Kerr spectra for semi-infinite systems including multiple reflections and optical interferences. - Physical Review B., 65(144448) : 1-11 (2002).
(5) - VERNES (A.), SZUNYOGH (L.), WEINBERGER (P.) - Limitations of the two-media approach in calculating magneto-optical properties of layered systems. - Physical Review B., 66(214404) : 1-5 (2002).
...

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - RAPPELS

1.1 - Importance de l’indice de réfraction
1.2 - Quelques caractéristiques de l’indice de réfraction complexe
1.3 - Quelques limitations concernant l’indice de réfraction complexe
1.4 - Facteurs influençant les constantes optiques n et κ

2 - RÉFLEXION MÉTALLIQUE PAR UNE SURFACE LISSE

2.1 - Modélisation de la réflexion métallique
2.2 - Aspect visuel des alliages

$Simulation spectrale en environnement normalisé d’un buste en terre cuite numérisé en 3D et rendu à l’aide des indices de réfraction complexes des laitons et de leurs constituants$
2.3 - Formule de Drude
2.4 - La couleur et l’éclat des éléments
2.5 - L’éclat métallique dans la nature

$Partie réelle de l’indice de réfraction complexe, indice optique, de l’électrum naturel, à notre disposition, comparée à celles de ses constituants$ $Partie imaginaire de l’indice de réfraction complexe, indice d’absorption, de l’électrum naturel, à notre disposition, comparée à celles de ses constituants$
2.6 - Les applications dans l’industrie

3 - MESURER DES INDICES DE RÉFRACTION COMPLEXES

3.1 - L’analyse de Kramers-Krönig

$Indices de réfraction complexes de l’étain et du plomb pour le doublet D du sodium (d’après [2])$
3.2 - L’ellipsométrie spectroscopique

4 - RÉSULTATS DE MODÈLES ET MESURES OBTENUS : UN EXEMPLE D’ALLIAGE BINAIRE

4.1 - Les constantes optiques du cuivre et de l’étain
4.2 - Les constantes optiques des éléments
4.3 - Influence de l’état de surface sur l’apparence visuelle d’un composé métallique
4.4 - Le métal divisé : les poudres métalliques
4.5 - Le métal dispersé