Éclaircir la circulation – McGill University

Le rouge signifie le danger dans de nombreuses cultures. De loin, le vert est très visible de jour. La nuit, le jaune est plus facile à voir. Cela explique brièvement la choix de couleurs sur chaque feu de circulation. Mais qu’est-ce qui fait les lumières émettre ces couleurs en premier lieu?

Les feux de circulation utilisaient auparavant des ampoules à incandescence. L’incandescence désigne la lumière produite par la chaleur. Un courant électrique passe à travers un fil fin jusqu’à ce qu’il brille. Au cours des dernières décennies, la plupart de ces lampes ont été progressivement remplacées par des diodes électroluminescentes (LED). Les LED sont constituées de semi-conducteurs qui convertissent l’énergie électrique en lumière sans générer de grandes quantités de chaleur. Lorsque l’électricité traverse ces matériaux, les électrons sont excités et émettent des photons, de minuscules paquets de lumière.

La première loi de la thermodynamique stipule que l’énergie ne peut être ni créée ni détruite, juste convertie d’une forme à une autre. Toute l’énergie mise dans les feux de signalisation est soit convertie en lumière, soit en chaleur. Les ampoules à incandescence nécessitent beaucoup plus d’énergie que l’alternative à LED en raison de toute la production de chaleur. Cela peut également en faire des risques d’incendie. Les feux de circulation à LED durent plus longtemps et sont équipés de réflecteurs de sorte que si une LED tombe en panne, la couleur reste visible.

Mais comment les LED produisent-elles des couleurs différentes ? Les LED peuvent émettre de la lumière de différentes couleurs en fonction de la quantité d’énergie libérée lorsqu’un électron est excité, ce qui dépend du matériau du semi-conducteur. Un moyen plus simple de produire de la lumière de différentes couleurs, à la fois pour les ampoules à incandescence et à LED, consiste à les laisser briller à travers du verre coloré. Pour créer du verre coloré, toutes les impuretés doivent d’abord être éliminées, un peu comme si vous essuyiez un tableau blanc avant d’écrire quelque chose de nouveau. Cela se fait en ajoutant des décolorants, des produits chimiques tels que l’oxyde de manganèse qui éliminent les composés de fer et de soufre du verre fondu en les transformant en solides et en les séparant du liquide. L’ajout de pigments tels que des oxydes de métaux (étain, antimoine, cobalt, uranium) ou divers composés de soufre, de cuivre ou de sélénium produisent des couleurs différentes. L’oxyde d’uranium, par exemple, peut produire des teintes vertes et le chlorure d’or donne une teinte rouge. Le vert des feux de signalisation plus anciens a souvent une teinte bleue car les ampoules à incandescence produisent une lumière jaune lorsqu’elles brillent. Le jaune et le bleu font du vert !

La prochaine fois que vous serez arrêté à un feu rouge insupportablement long, pensez à toute la chimie et la physique incroyables qui empêchent les collisions et permettent aux piétons de traverser les rues en toute sécurité.


@HalehCohn

Haleh Cohn vient de terminer sa première année à l’Université McGill et s’intéresse aux sciences de la santé

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