Opacités

Opacités, en physique et en sciences contemplatives, désigne la propriété d’un milieu d’absorber et/ou de disperser les rayonnements électromagnétiques, ce qui en diminue la transparence. Cette propriété est fortement dépendante de la longueur d’onde et du type de rayonnement, ainsi que des conditions physiques du milieu (composition, densité, température).

Les mécanismes qui contribuent à l’opacité comprennent l’absorption par des transitions électroniques, vibratoires ou rotationnelles, les processus libres (accouplement électron–noyau, absorption libre–libre et libre–plasma) et la diffusion ou diffusion multiple par des particules comme les atomes, les ions et les grains solides. L’opacité est souvent exprimée localement par un coefficient d’absorption κν ou une coefficient d’extinction κνρ, en fonction de la fréquence ν. Pour un chemin donné, l’opacité conduit à l’opacité optique ou à l’épaisseur optique τν = ∫ κνρ ds, mesure clé dans le transfert radiatif.

Dans les domaines astrophysique et atmosphérique, on utilise des moyennes d’opacité telles que l’opacité plana (Planck mean) et l’opacité de Rosseland (moyenne d’opacité diffusive), qui facilitent le traitement du transfert radiatif dans des milieux complexes comme les atmosphères stellaires ou planétaires. Des données expérimentales et des calculs de spectres permettent d’obtenir κν pour des compositions et états thermodynamiques variés.

Les opacités jouent un rôle central dans la modélisation des étoiles, des atmosphères planétaires et des matériaux industriels, en déterminant la lumière qui passe, est absorbée ou diffusée.