relevé la question suivante, sur le site de “La main à la pâte”; la réponse de DW s’inspire du livre, qu’elle paraphrase:
04/02/2002 question de Priscilla Pilarek, enseignante en cycle 3 à l’école Joliot-Curie (62), priscy@wanadoo.fr Un enfant m’a demandé pourquoi la mer est bleue. Je lui ai répondu qu’en fait, la mer est transparente, mais que la ciel se reflétait dans la mer. C’est alors qu’il m’a demandé pourquoi le ciel est bleu, et plus précisément pourquoi il est coloré. Je vous soumets donc cette question.
12/03/2002 réponse de David Wilgenbus
Tout d’abord, le bleu de la mer n’a rien à voir avec un éventuel reflet du ciel. Les spéléologues observent la même couleur bleue pour les retenues d’eau souterraines sur lesquelles le ciel ne se reflète pas. De même, si l’on plonge assez profondément, on ne voit plus la lumière du jour et l’eau apparaît bleue à condition que l’on dispose d’une source de lumière. Sans source de lumière, on se rend alors compte que l’eau n’est pas si transparente que cela, car la lumière du Soleil ne nous parvient quasiment plus : il fait déjà très sombre à des profondeurs de l’ordre de 50 mètres (ceci dépend fortement des mers dans lesquelles on plonge !).
La réponse à la question “pourquoi la mer est-elle bleue ?” fait intervenir les molécules d’eau. Celles-ci absorbent une partie de la lumière incidente (qui vient du Soleil). Mais cette absorption n’est pas égale dans toutes les longueurs d’onde: les molécules d’eau absorbent surtout les longueurs d’ondes correspondant aux couleurs rouge et jaune. Quand on soustrait ces composantes à la lumière blanche incidente, il reste essentiellement du bleu. Les molécules d’eau nous renvoient donc une lumière appauvrie en rouge, et enrichie en bleu : d’où la couleur que l’on observe. Cette couleur est d’autant plus marquée que le nombre de molécules “absorbantes” est grand. C’est pourquoi l’eau est transparente sous une faible épaisseur (un verre d’eau), mais de plus en plus bleue et opaque quand l’épaisseur augmente.
A lire également :
- “Pourquoi le ciel est-t-il bleu ?”
- “Pourquoi l’eau est-elle transparente ?”
- “Pourquoi la mer est-elle bleue ?” de Pierre Laszlo, éditions Le Pommier, 2002
Pierre Laszlo propose notamment l’expérience suivante : Fermer un bout de tuyau d’arrosage (contenant de l’eau !) aux deux extrémités par des lentilles de verre. Lorsqu’on éclaire un bout, on observe que la lumière à l’autre extrémité est bleutée.