photons pas tous pareils...

[centauri 465]

salut a tous

Y a t il une difference entre les particule d'energie qui interviennent dans dans un rayonnement electromagnetique hertzien ou un rayonnement electromagnétique lumineux? Est ce que c'est une question d'energie ou de "structure" propre? Est ce qu'on peut dire qu'on a toujours affaire a des photons dans tous les cas ?

Remerciements.
herve

[HaleBopp 34]

Salut,
Que ce soit des rayons gamma aux micro-ondes en passant par les rayons X, le visible, l'UV et l'IR ou les rayonnements electro-magnétiques (REM) utilisés pour le réseau Hertzien, les REM sont toujours des photons (sur le plan de leur nature physique).
Les seules choses qui changent sont leur énergie et leur longueur d'onde en sachant que plus ils sont énergétiques et plus leur longueur d'onde est petite, et inversement.

[Ce message a été modifié par HaleBopp (Édité le 06-08-2002).]

[Matthieusibon 0]

Le fameux debat sur la dualité onde-particule de la lumiere....

Pour etre plus clair : il y a une dualité réelle selon le phenomene observé.

La mise en équation de la lumière/photon et la mise en equation de la lumiere/onde sont des DESCRIPTIONS des phénomènes observés.

La physique ne decrit que le "comment" des choses et offre une prédictibilité des phénomènes. En aucun cas il n'est dit (nul part) que la lumière EST une onde ET EST un flux de photons. Il est plutot dit que pour telle phenomène, la lumière se comporte comme l'un ou l'autre.

2 exemples célèbres et historiques :

- la lumière/photon :
l'effet photoélectrique (pour lequel Einstein a eu un Pri xNobel) qui décrit l'impact de la lumière sur la matière. L'effet se comporte COMME SI la lumière etait composée de grains (les photons)

- la lumière/onde :
la difraction. la deviation complexe de la lumière (lorsqu'elle rencontre un obstacle de dimension de l'ordre de la longueur d'onde) n'est explicable (et n'est mise en equation) que si la lumière est une onde (avec sa frequence, donc sa longueur...etc).

Merci d'avoir soulevé ici LE sujet qui a animé la physique de la fin du 19eme siècle et d'une grande partie du 20eme !

Bon ciel

Matthieu

[Gianakin 3]

une petite analogie pour mieux comprendre :
imagine que tu n'as pas la perception de la profondeur ( tu vois en 2D ) Tu regardes un cylindre : un coup tu verras un cerle ( tu regardes par dessus ) et un autre tu verras un rectangle ( tu regardes par la tranche )
C'est un peu le meme principe pour la lumiere : selon les experiences realisées, on la voit comme une onde ou comme une particule, mais il y a fort a parier que sa vraie nature ca n'est ni l'un ni l'autre...

[Matthieusibon 0]

ou les 2 en MEME TEMPS mais cette description n'est pas formalisée à l'heure d'aujourd'hui !

[centauri 465]

merci pour l'analogie et merci pour vos explications. Cependant je ne comprends toujours pas ce qui ondule dans la lumiere (ou dans le REM en general). Je concois que l'explication ondulatoire serve a decrire le phenomene mais dans la realité ultime est ce que le photon ondule ?

[bruno beckert 727]

Bonjour

Ce sont les "champs" qui varient
Il convient d'étudier la théorie de
Maxwell (le physicien, pas le café, mais
avec du café sous la main...)
James Clerk Maxwell (1831 1879) élabore les équations générales du champ électromagnétique (équations de Maxwell)et sa théorie de l'électromagnétique de la lumière, d'où résulte que les champs électriques et magnétiques se propagent dans l'espace.

Bonne étude
Cieux clairs !

bb

[Ce message a été modifié par bruno beckert (Édité le 24-07-2002).]

[Pierre-Marie 69]

Je comprends la question de Hervé car dans les autres phénomènes ondulatoires, il y a un mouvement corpusculaire associé. Et les corpuscules se déplacent, même si leur vitesse n'est pas la même que la célérité de l'onde. Molécules d'air pour le son ou mouvement orbital des molécules d'eau pour les vagues. D'ailleurs, peut-on concevoir une onde sans corpuscule ?

[bruno beckert 727]

bonjour de nouveau

à l'aune de mes misérables connaissances sur ce sujet pas simple :
dans le modèle qui a cours de nos jours, les "particules" ne sont pas représentées pas de "petites billes" qui "bougeraient" mais par une "fonction d'onde" qui " a l'allure" d'une "probabilité"...
Lire à ce sujet les premières pages, relativement facile, à mon humble avis toujours, du cours de R Feynmann
Attention, il convient, aussi, de ne pas confondre le "modèle" et la "réalité". Le savant cause sur la modèle et on dit que la réalité transcende le modèle
La nature "réelle" des choses est complexe..
Le modèle tente d'expliquer

Vous avez parfaitement le droit d'imaginer un autre modèle et de contredire le modèle généralement admis de nos jours. Certains ne s'en privent pas

Cieux clairs
bb

[Ce message a été modifié par bruno beckert (Édité le 24-07-2002).]

[centauri 465]

Si je vous suis bien le champ ondule et la particule suit l'ondulation. Mais est que c'est aussi simple ?

J'emmets une reserve sur l'analogie de Pierre Marie : Dans le cas de la vague on a des particules de matiere qui sont transportées au gré du mouvement de l'eau. Or dans le cas du REM les particules transportées sont elles-meme des particules d'energie. On peut s'attendre alors qu'elles n'aient pas besoin d'un vecteur tel que le champs pour se transporter?

Enfin il me semble que la difference entre le champs et le photon ne soit pas si claire...

D'ailleurs autre question : est ce qu'on peut accelerer une particule qui n'a pas de masse comme un photon?

[centauri 465]

Oui Bruno, Feynmann (genial pedagogue) s'est souvent attaché a decrire LA methode pour comprendre les phenomenes physiques. D'ailleurs y-a -t-il lieu de comprendre autre chose qu'une simple methode?

[Pierre-Marie 69]

Pour le photon, oui, on peut l'accélérer ; c'est ce que fait la gravitation.
Pour la vague, tu dis que de la matière est transportée par l'eau. Mais cette matière, c'est l'eau. Les deux mouvements sont obligatoirement associés. Ce sont les mouvements des particules qui se transmettent des unes aux autres qui créent l'onde. Mais au final, il n'y a pas de déplacement de matière ; seulement d'énergie. C'est sûrement la même chose pour la lumière.

[centauri 465]

je comprends mieux l'onde qui se communique de particule en particule comme une hola sur un stade (!) Au quel cas la particule n'est pas transportée pas mais seule l'information de sa presence est transmise. Ce qui veut dire que lorqu'un detecteur enregistre un photon, le photon en question n'a pas bougé mais un mecanisme complexe a transmit l'information de sa presence... est ce qu'il est nait du vide?
;-)

[Pierre-Marie 69]

C'est peut-être le dernier de la chaîne qui a bougé car il a été capturé et n'a pas pu reprendre sa place. Comme une vague qui s'échoue ; toutes les molécules d'eau qui ont participé à la propagation de l'onde ont repris leur place, sauf celles qui constituaient la vague qui a abordé la plage ; et la plage est mouillée.
Ton analogie avec la hola est excellente ; tu vois que les gens ont un mouvement particulier. Sans bouger de leur place, ils transmettent l'onde.
Je n'ai jamais entendu dire qu'il en était de même pour les photons et la lumière mais il me semble que ça devrait être ainsi.

[Matthieusibon 0]

effectivement, l'analogie de la Hola est bonne.
le bonhomme lambda (oui...c'est bien choisi "lambda"...ca pousse l'analogie longueur d'onde-stade de foot encore plus loin !!!!) en se levant perturbe le parterre de la foule.
Le photon peut aussi etre percu comme une perturbation d'un champ.

Concernant Feynman, grand pedagogue devant l'eternal, je me permets de citer l'une des meilleures sources sur le sujet :
"Les Cours de Physique de Feynman : Mecanique Quantique" dans la collection Feynman/Leighton/Sands aux editions Intereditions"

[centauri 465]

Une perturbation d'un champs??
peux tu aller plus loin dans ton explication.

Au sujet de la transmission des photons, prennons la reflexion de la lumiere a sur un mirroir. Newton avait etabli que la lumiere ne se reflete pas sur la 1ere surface mais bien sur le fond du mirroir. Comme explication il proposa que le photon qui frappe la 1ere surface exite un champs qui se propage dans l'epaisseur du verre en meme temps que le photon et predispose celui-ci a etre reflechi ou pas par la 2eme surface.

Je ne sais pas ce qu'il en est ajd de cette théorie mais en tous cas la Nature est si insaisissable qu'on a l'impression qu'on peut tout tout dire et son contraire un peu comme si l'ultime réalité des choses devait nous echapper definitivement...

[Matthieusibon 0]

developper "perturbation" d'un champ ?
Je pense que Maxwell le fera bien mieux que moi.
A mon grand regret, ca fait partie des choses que je trouve inexplicable "avec les mains".
je pense par contre que l'on ne peut fonctionner que par analogie (les vagues sur la mer, la hola, ...etc)

Mais cherche dans la litterature du coté de "de/dt s'apparente à div b"

[Pierre-Marie 69]

Newton et les photons ? Bizarre.

[centauri 465]

le terme photon n'est evidement pas contemporain de Newton mais c'est bien Newton qui le premier a interpreté la lumiere comme un corpuscule.... pardonnes mon abus de langage ;-)

[-ms- 2]

Dans un espace à 2 dimensions, un cylindre admet plusieurs modèles :
- rectangle
- cercle
- ellipse
etc ...

Dans un espace à 3 dimensions, un cylindre n'admet plus qu'un modèle.

Dans un espace à 3 dimensions, la lumière admet plusieurs modèles :
- ondulatoire
- particulaire
- énergétique
- cahôtique
- religieux
- philosophique
etc ...

Dans un espace à 4 dimensions, la lumière
n'admet plus qu'un modèle.

Enfin quand on parle des modèles on devrait plutôt parler des vues d'un modèle car il existe toujours un "espace" dans lequel un modèle est unique.

[centauri 465]

ms : ce que tu decris est l'holographie. Il s'agit du probleme de l'encodage des informations contenues dans un espace a n dimensions rapportées a un espace a n-1 dimensions. Pensez a la projection d'un corps en 3D sur un ecran en 2D et vous avez tout compris. Fort de cela on peut etablir une correspondance bijective entre les etats existants dans notre monde a 4 dimensions et les etats pouvant exister dans un monde a plus de 4D. On peut aussi imaginer que nous ne sommes que les ombres d'etats existants dans un monde a plus de 4 dimensions, enfin apres on tombe vite dans la metaphysik.

Cependant je saisis mal l'application de cette therorie a la nature meme de la lumiere. Developpe ton idee stp.

[-ms- 2]

La lumière est un système complexe pour lequel il n'existe pas de modèle. Il n'existe qu'un ensemble de vues qui représentent le "comment" alors que le modèle représente le "quoi".

La lumière n'est pas seulement un problème du 19eme siècle, c'est un problème de toujours. Les physiciens en assemblant les pièces du puzzle se rapprochent d'un modèle qu'ils n'atteindront sans doûte jamais.

[air-nico 0]

la lumiere comme tout rayonnement est soumise au principe d'incertitude.on ne peut donc pas déterminer sa position et sa vitesse en meme temps .mais sa vitesse est connu alors dans un modéle corpusculaire il ne serai jamais possible d'en determiner la position et meme sa fonction d'onde.alors le modéle de representation qui est basé sur la plus petite distance mesurable(10E-43 constante de planc je crois) modelise les particules comme etant en vibration passant d'un plus petit intervale à un autre.de là le mouvement est déterminé par un etat de vibration plus rapide jusqu'a la limite ou la particule ne vibre plus qui est la vitesse de la lumiere.la representation que l'on se fait alors de la lumiere depant alors de la plus petite exclusion mesurable en ce momment et donc cette representation peut changer avec l'evolution des techniques.

[Matthieusibon 0]

Limite de Planck

Et sinon : "il ne sera jamais possible"....
C'est plutot le genre de discours à eviter tant l'evolution des formalismes a été rapide en 2 siècles.

N'oublions pas que la mecanique quantique n'est qu'une description SATISFAISANTE de nos observations à l'heure d'uajourd'hui !

[Matthieusibon 0]

Limite de Planck

Et sinon : "il ne sera jamais possible"....
C'est plutot le genre de discours à eviter tant l'evolution des formalismes a été rapide en 2 siècles.

N'oublions pas que la mecanique quantique n'est qu'une description SATISFAISANTE de nos observations à l'heure d'uajourd'hui !