Cet article est en réponse à Anne (qui est peintre et qui enseigne la couleur) qui me pose la question suivante :
On classe traditionnellement les rouges parmi les couleurs chaudes, ce qui est corroboré par de nombreuses réalités : les infra-rouges et les micro-ondes sont des ondes capables de chauffer. […] Les bleus sont quant à eux froids.
Alors comment se fait-il que sont les rayons bleus qui vibrent plus et qui sont les plus dense et riche en énergie ? Et que les rouges sont de basse fréquence ?
Premièrement, la température d’une couleur en physique est différente de la température d’une couleur en art.
En art, on prend en compte la sensation qu’on a en observant la couleur : le rouge, le jaune donnent une impression de chaleur, de joie, tandis que le bleu, le blanc donnent une impression de froideur.
En physique, la couleur dépend de la température (en degrés) d’un corps. Plus la température d’un corps est élevé, plus sa couleur (la lumière émise) remonte le spectre électromagnétique : à 37 °C, notre corps émet en infra-rouge. À 1 000 °C, de l’acier incandescent est rouge-orangé. À 3 000 °C, le fillament d’une lampe est blanc. Les étoiles les plus chaudes à 30 000 °C sont bleues.
De façon générale, plus la température est haute, plus la fréquence majoritairement émise est haute (et plus la longueur d’onde est faible).
Le bleu ayant une fréquence plus élevée que le rouge, un corps chauffé au bleu sera beaucoup plus chaud qu’un corps chauffé au rouge.
(Au passage, ceci concerne les éléments chauffés : suie dans une flamme de bougie, acier chauffé, fillament électrique, étoile. Les flammes de gazinière sont bleues, mais à cause d’un autre phénomène, purement quantique).
Deuxièmement, les ondes électromagnétique (infra-rouge, UV, micro-ondes…) agissent sur la matière et peuvent la chauffer. L’échauffement n’est pas toujours dû au même phénomène.
Les micro-ondes agissent sur la vibration des molécules d’eau : la température étant le niveau d’agitation des molécules, si ces dernières sont agitées par des ondes, alors elles s’échauffent. Les molécules transmettent cette agitation à toutes les molécules voisines et c’est tout le plat qui est chauffé.
Les UV et les infra-rouges, elles, agissent sur les électrons des atomes : les électrons sont excités et émettent à leur tour soit de la chaleur soit de la lumière (par fluorescence).
Le phénomène d’excitation électronique des UV et des IR est moins efficace pour chauffer un plat que le phénomène de mise en vibration des molécules avec des micro-ondes.
Il faut également tenir compte du fait que le four à micro-ondes est très concentré et très puissant : leur grand nombres compense leur faible énergie et ceci joue également beaucoup pour chauffer un plat.
Pour info, les rayons encore plus énergétiques tels que les rayons X et les rayons gamma excitent non plus les molécules, ni les électrons, mais directement les noyaux atomiques. À ce niveau, les effets sont encore différents (et parfois dévastateurs sur le vivant, d’où leur dangerosité).
À différents types d’ondes correspondent donc différents effets sur la matière. Et pour chauffer un plat contenant beaucoup d’eau (une tomate c’est 90% d’eau, de la viande, environ 70%, etc.) les micro-ondes sont les plus efficaces.