de la constance de la vitesse des photons

[sdidi73]

Bonjour tout le monde.

Une petite question qui me trotte dans la tête depuis quelques temps, conçernant la vitesse la lumière.

Il est communément admis que C est une constante et que rien ne va plus vite. Ca, ok.

Mais ce que je voudrais savoir, c'est si C est une valeur absolue (au sens où TOUS les photons vont à cette vitesse), ou si c'est une valeur "moyenne". Je sais que ca peut paraître absurde, mais sur les milliards de trillards ( et même plus ) de photons qui parcourent l'univers, qu'ils aillent TOUS exactement à la même vitesse me paraît difficile à appréhender (j'ai une formation plus mécanique que physique, même si j'ai des notions de physiques relativiste et quantique).

Attention, ne je parle pas de photons allant à quelques km par seconde tandis que d'autres fuseraient à plusierus fois C. Non, je pensais juste à des variations d'à peine quelques dixième, centième, millième de pour cent de C.

Qu'en pensez vous?
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[invitee4b53524]

Hé oui, c'est bien une constante, pas une moyenne !

Par contre, bien que C soit une constante, que la vitesse des photons soit constante, et ben tous les photons de l'univers ne vont pas à la même vitesse . En fait C vaut bien ~300 000 km.s-1, mais uniquement dans le vide. Si tu changes de milieu, dans le benzène par exemple, la vitesse des photons est déjà 1/3 plus faible ! Par contre, dans ce milieu, la vitesse des électrons se retrouve alors supérieure à celle des photons : c'est ainsi qu'on peut observer des particulies aller plus vite que la lumière. Malheureusement, jamais plus vite que C...
Par contre, je n'ai jamais compris comment des particules, dans de tels milieux, pouvaient garder une masse et ne pas devenir photons en allant plus vite qu'eux ?

[mach3]

les photons vont à c, strictement.

La vitesse de la lumière dépend du milieu, mais pas celle des photons. Le fait que la lumière aille moins vite dans un milieu matériel est dû au fait que les photons interagissent avec la matière (absorption/réémission ou diffusion) pas au fait qu'ils se déplacent moins vite.

Le photon à une masse au repos nulle, il en découle qu'il ne peut aller qu'à la vitesse c et ce par rapport à tout référentiel valide.

m@ch3

[Gwyddon]

Le photon à une masse au repos nulle, il en découle qu'il ne peut aller qu'à la vitesse c et ce par rapport à tout référentiel valide.

m@ch3

Hum, dit plutôt "une masse nulle", parce que sinon ta phrase n'a pas de sens, vu que le photon n'est jamais au repos quel que soit le référentiel

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitee4b53524]

Le fait que la lumière aille moins vite dans un milieu matériel est dû au fait que les photons interagissent avec la matière (absorption/réémission ou diffusion) pas au fait qu'ils se déplacent moins vite.

Ah, alors je n'ai pas tout compris ! Dans ce cas, peux-tu m'expliquer le lien entre interaction photon / matière, sans variation de vitesse, et pourtant déplacement de la lumière ... à vitesse inférieure ?
Je ne comprends plus rien là !

[sdidi73]

ok

donc, C est une constante définie, absolue (dans le vide s'entend), et tous les photons se déplacent à la même vitesse exactement.
Mais c'est vrai que ça reste étrange que sur une population aussi importante, gigantesque, il n'y ai aucun écart statistique...


Dans ce cas, peux-tu m'expliquer le lien entre interaction photon / matière, sans variation de vitesse, et pourtant déplacement de la lumière ... à vitesse inférieure ?

Est ce que ces interactions ne se rapprocheraient pas des notions de distances moyennes entre particules équivalente à ce que l'on peut voir en chimie lorsque on étudie les probabilités de réactions?

merci encore

[invitee4b53524]

A propos de ce que je n'ai pas compris :

Le fait que la lumière aille moins vite dans un milieu matériel est dû au fait que les photons interagissent avec la matière (absorption/réémission ou diffusion) pas au fait qu'ils se déplacent moins vite.

je crois comprendre : c'est l'étape d'absorption -> réémission qui ralentit globalement la lumière, sans que le photon, lorsqu'il traverse un "pan de vide" du matériau globalement traversé, ne change sa vitesse ? Un peu comme une goutte d'eau lors d'une fuite dans un immeuble, qui tombe de plafond en plafond, toujours à la même vitesse (bon on fait comme si on ignorait l'accélétation gravitationnelle), mais ralentie par son absorption par chaque plancher ?

[mach3]

je crois comprendre : c'est l'étape d'absorption -> réémission qui ralentit globalement la lumière, sans que le photon, lorsqu'il traverse un "pan de vide" du matériau globalement traversé, ne change sa vitesse ? Un peu comme une goutte d'eau lors d'une fuite dans un immeuble, qui tombe de plafond en plafond, toujours à la même vitesse (bon on fait comme si on ignorait l'accélétation gravitationnelle), mais ralentie par son absorption par chaque plancher ?

Oui, l'analogie est pas mal, mis à part le fait de supposer une vitesse constante pour la chute la goutte d'eau.

Mais c'est vrai que ça reste étrange que sur une population aussi importante, gigantesque, il n'y ai aucun écart statistique...

Non ça n'a rien d'étrange, c'est une propriété de tout les photons (et de toute particule de masse nulle). Il n'y a pas une force mystérieuse qui pousse le photon à sa naissance, on ne peut ni ralentir ni accélérer un photon. Le photon nait avec une vitesse c et disparait avec cette vitesse.

Dans le détail l'énergie d'une particule est donnée par la relation suivante

E² = p²c² + m²c⁴ , où E est l'énergie, p la quantité de mouvement, m la masse et c la vitesse de la lumière,

Si la masse est nulle et qu'on veut une énergie non nulle, la quantité de mouvement doit être non nulle, or la quantité de mouvement s'écrit :



On a donc :



Avec p non nul, si m est nul, v=c

m@ch3