La Couleur des Minéraux - Page perso minéraux Alain ABREAL ...

A.ABREAL, Les Couleurs dans les Minéraux, J. of Pers. Mineralogist, vol.1, page 07-32, 2002MinérauxMinérauxélectron piégéfluorine violetteélectronmanquantQuartz fuméaméthysteAl 3+ en place deSi 4+Fe 3+ en placede Si 4+6 LA COLORATION EXPLIQUEE PAR LA THEORIE DES BANDES6.1 les métauxUn petit détour par la mécanique quantique et la physique du solide nous fournit quelqueslois fondamentales. Dans un métal, les électrons libres sont assimilés à un gaz appelé « gaz deFermi ». On appelle la surface de Fermi, la surface d’énergie constante E F , la limite entre les étatsoccupés et les états vides au zéro absolu.Toutefois, il existe au-dessus de cette limite des niveaux d’énergie non occupés.Tout photon du visible peut ainsi trouver un électron à exciter. Il en résulte que les métaux sontopaques, les photons ne peuvent pas traverser les métaux.L’électron excité retourne très rapidement à son niveau d’énergie initial en émettant un photon demême longueur d’onde que celui qu’il a reçu. C’est pourquoi les métaux ont un fort pouvoirréfléchissant.La plupart des métaux, comme l’argent, ont des gaps de niveaux d’énergie uniformément répartisdans tout le visible de sorte que toutes les longueurs d’ondes sont affectées de manière analoguepar l’absorption et le métal apparaît sans couleur, neutre.D’autres métaux, comme le cuivre ou l’or ont une distribution des niveaux d’énergie irrégulièrementrépartie. Les photons de haute énergie (violet bleu) ont ainsi moins d’interactions avec lesélectrons que les photons de plus basse énergie (jaune rouge). Une partie des photons bleuspeuvent en effet pénétrer dans l’or et le cuivre alors que les photons jaune et rouge- 22 -