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Depuis quelques années, l'analyse microscopique des fossiles de volatiles préhistoriques permet de montrer que leur plumage était certainement plus coloré qu'initialement imaginé. La taille des nanostructures, de l'ordre de grandeur des longueurs d'onde de la lumière, sont diffractées puis renvoyées avant d'interférer : c'est le phénomène d'irisation.

Vérifier que la structure des plumes du volatile du Jurassique nommé Caihong juji (arc-en-ciel à grande crête en mandarin) génère une irisation.

Doc. 1
Caihong juji

Représentation artistique d'un dinosaure Caihong juji, plumes vert, rose et bleu, longue queue.

Microphotographie MET : bactéries en couches, échelle 1µm.

Source : Hu (D.), et al., Nature Communications, 2018.

a. Image reconstituée du Caihong juji.
b. Image prise au microscope électronique à balayage des mélanosomes des plumes fossilisées.

Doc. 2
Structure des mélanosomes Les mélanosomes sont des structures spécialisées des cellules, responsables de la production des pigments donnant la couleur à la peau ou aux plumes. Les dimensions sont de l'ordre de quelques centaines de nanomètres. Il est possible, en analysant la microstructure des mélanosomes, d'en déduire la couleur des plumes ou des poils d'un animal fossilisé. L'analyse détaillée permet même de savoir si un phénomène d'irisation peut être produit.

Les paléontologues comparent la structure des mélanosomes de fossiles avec celle de plumages d'espèces encore vivantes. Le tableau ci-dessous donne les valeurs des dimensions caractéristiques des mélanosomes ainsi que leur forme pour certaines couleurs de plumes et dans le cas d'une irisation.

Couleur	Noire	Marron	Grise	Irisation
Longueur \bm L (nm)	1 002	497	1 248	1 143
Largeur \bm l (nm)	280	282	403	209
Rapport \bm{L/l}	3,6	1,8	3,1	5,5
Forme

Source : Quanguo (L.), et al., Science, 2012.

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Le cristallin de l'œil est constitué de fibres qui se rejoignent en des points appelés pôles et sont maintenues ensemble par ce que l'on appelle une suture. La forme de ces sutures dépend du nombre de fibres qui arrivent aux pôles. Elles sont situées à l'avant et à l'arrière du cristallin. On considère que les deux sutures sont diamétralement opposées et en position inversée.

1. Justifier que les sutures peuvent provoquer un phénomène de diffraction.

2. Préciser les longueurs d'onde les plus diffractées du domaine du visible.

3. Représenter schématiquement l'image d'une étoile perçue par un œil.

Cliquez pour accéder à une zone de dessin

Doc.
Fibres et sutures

a. Représentation simplifiée des fibres et sutures.
b. Représentation simplifiée de la forme des sutures.

Données

Longueur des sutures : L = 10^{-2} m
Épaisseur des sutures : e = 10^{-5} m

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