Pourquoi est-ce que les taches de café sur la table ont des formes d'anneaux?
| |
Voilà
encore une situation que l'on a bien souvent sous le nez, et pour laquelle
on ne se pose pas vraiment de questions: c'est "normal" dirait-on... On se
demande bien se que devrait faire cette pauvre tache pour se rendre
intéressante... En tous les cas, vous avez certainement tous déjà vu cette
petite auréole? A moins que votre intérieur ne soit particulièrement bien
entretenu. Si c'est le cas, pas le choix, il vous faut faire des taches...
exprès! |
L'explication du phénomène n'est d'ailleurs pas si évidente que ça, mais ne fait
pas forcément appel à des notions très compliquées.
Une goutte
de liquide, sur une surface solide, forme
une sorte de lentille plus ou moins étalée selon son affinité avec le
support. Les surfaces communes sont rarement parfaitement lisses, même une
petite assiette de faïence présente des irrégularités de surface, qui empêche la
goutte de trop s'étaler, mais qui l'empêche aussi de se rétracter lors de son
évaporation. Là, c'est le point de départ clef de notre petite explication:
en s'évaporant, la surface de contact de la goutte avec le support de change
presque pas, il n'y a pas de retrait de la "ligne de contact". Voyons
maintenant un petit schéma de notre goutte vue de profil:
| |
En blanc,
la goutte peu après son installation, en jaune, après quelques minutes
d'évaporation. |
Donc, la
goutte commence à s'évaporer, mais pas de façon parfaitement uniforme: sur les
côtés plus vite qu'au milieu! Si vous vous demandez quelle est encore cette
invention créée spécialement pour l'occasion, il y a tout de même une logique
là-derrière:
| |
Imaginons
une goutte en forme de "pavé"... En effet, c'est fort simplifié, mais
c'est pour la bonne cause. Un petit volume de liquide en plein milieu de
la goutte s'évapore, certes, mais moins vite que s'il se trouve en
bordure, car sa surface de contact avec l'air est plus petite. Une
"véritable" goutte possède aussi une courbure plus forte sur les bords
qu'au centre, ce qui lui confère un comportement similaire à cette pâle
imitation... |
Revenons
alors à ce qui arrive à la future tache:
| |
On a donc
une plus forte évaporation sur les bords qu'au centre. De plus, la surface
au sol est conservée, ce qui force la goutte à perdre très vite de
l'épaisseur au centre. Le liquide central est ainsi drainé vers la
périphérie... Et vous comprenez la suite: les particules en suspension
sont entraînées par le courant, et vont se déposer en bordure. |
Cette
explication n'est-elle pas tout à fait épatante? Mais alors, il doit être
possible de voir les particules, si elles sont assez grosses, migrer vers le
bord de la gouttelette? Il suffit d'essayer. Dans la petite vidéo
ci-dessous, la goutte a été réalisée a partir d'un peu de peinture noire diluée
dans de l'eau. Les pigments en suspension sont bien visibles (ils peuvent aussi
servir à mettre en évidence le fameux mouvement Brownien).
Je suis sûr que cela vous donnera l'occasion de regarder d'un nouvel oeil ces
taches, que l'on méprise un peu habituellement, mais qui contiennent bien des
secrets!...
