la vitesse de la lumière dans l'eau

[la_gravitation04]

salut, si la lumière est constante pourquoi elle a une valeur réduite dans l'eau de 200.000 km/s alors que sa vitesse normal est de 300.000km/s. comment ça?
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[mach3]

c=299792458m/s est la vitesse de la lumière dans le vide. C'est la vitesse de la lumière dans le vide qui est constante, pas la vitesse de la lumière tout court.

m@ch3

[JPL]

Dans un milieu transparent solide ou liquide la lumière interagit avec ce milieu (ne pas oublier que c'est une onde électromagnétique) ce qui explique sa vitesse différente. Une manière imagée, parfois employée, d'expliquer les chose est de dire que les photons sont absorbés puis réémis par les atomes du milieu ce qui les ralentit. Cela me semble une approximation assez grossière.

[la_gravitation04]

au début c'est ce que je me disais.la lumière est absorbée par les atomes d'eau puis en resort avec un retard de quelques milisécondes de chaque atome .

[A voir en vidéo sur Futura]

[JPL]

En fait je pense que c'est plutôt une interaction électromagnétique entre la lumière et le champ électrique des atomes (surtout les électrons ?). Y a-t-il un physicien dans la salle ?

[mach3]

En passant a travers la matière, l'onde EM fait vibrer les nuages électroniques des atomes, qui en retour émettent une onde EM secondaire avec un retard. L'onde primaire et les ondes secondaires interfèrent, donnant une onde résultante de vitesse moindre.

m@ch3

[saint.112]

au début c'est ce que je me disais.la lumière est absorbée par les atomes d'eau puis en resort avec un retard de quelques milisécondes de chaque atome .

Quand un photon est absorbé par un atome il lui communique une énergie sous une forme ou une autre et si l'atome (ré)émet un photo celui-ci a une longueur d'onde dépendant du type d'atome, de sa température, etc. Par conséquent le photon réémis ne sera jamais identique à celui absorbé.

Nico

[JPL]

Ça c'est la fluorescence.

[saint.112]

Tout à fait. Mon propos était de montrer que le ralentissement de la lumière dans un milieu ne tient pas à l’absorption-réémission des photons, ce qui serait en effet de la fluorescence, auquel cas la lumière réémise n'aurait ni la/les même(s) longueur(s) d'onde ni la même direction que la lumière incidente.

Nico

[JPL]

J'ai cité cette réponse qui est parfois donnée en disant qu'elle ne me satisfaisait pas.

[la_gravitation04]

je ne pense pas que les électrons des atomes intéragissent avec la lumière .on ne peut pas reduire la vitesse de la lumière ou la retenir un instant car pour cela il faudra exercé une force
pourtant la lumière na pas de masse.ma reponse est que j'ai longtems respecté la lumière.

[noureddine2]

salut, si la lumière est constante pourquoi elle a une valeur réduite dans l'eau de 200.000 km/s alors que sa vitesse normal est de 300.000km/s. comment ça?

salut , c'est la permittivité du milieu qui change http://fr.wikipedia.org/wiki/Permittivit%C3%A9
donc la vitesse de la lumière dépend de la permittivité du milieu .

[noureddine2]

j'ai trouvé cette discussion http://forums.futura-sciences.com/ph...ique-vide.html
j'ai vu la réponse de Deedee81 message 5

Pour faire (très très) bref, la vraie
cause physique de la permitivité est
la polarisation d'un matériau :
= permitivité relative != 1
indique cette polarisation.

Le fait que la permitivité relative du vide
soit 1 indique l'absence de polarisation (en
physique classique) du vide donc que c'est
bien du vide.

je vois que dans le vide il n'y a pas de polarisation , donc la polarisation diminue la vitesse de la lumière .
donc la question , c'est d'où vient cette polarisation et comment elle diminue la vitesse de la lumière ?

[van_fanel]

Tout à fait. Mon propos était de montrer que le ralentissement de la lumière dans un milieu ne tient pas à l’absorption-réémission des photons, ce qui serait en effet de la fluorescence, auquel cas la lumière réémise n'aurait ni la/les même(s) longueur(s) d'onde ni la même direction que la lumière incidente.

Nico

regardez l'emission stimulée! Un photon emis par emission stimulée est dans exactement les meme modes du champ (direction, frequence et polarisation) que ceux de l'onde incidente.
Vous vous parlez de l'emission spontanée ou un photon est emis dans une direction aléatoire (c'est ce qu'on utilise pour le refroidissement doppler)

je ne pense pas que les électrons des atomes intéragissent avec la lumière .on ne peut pas reduire la vitesse de la lumière ou la retenir un instant car pour cela il faudra exercé une force
pourtant la lumière na pas de masse.ma reponse est que j'ai longtems respecté la lumière.

les photons interagissent bien entendu avec la lumière. Et ceci a été prouvé et expliqué depuis longtemps.
Concernant l'interaction entre un electron d'un atome la lumière je peux citer: effect compton, effet photoelectrique, l'absorption, l'emission spontanée et stimulée et tous les phénomènes dérivés: le refroidissement doppler, sisyphe, les pieges quadrupolaires et magneto optique, les mélasses optiques, etc.

Ceci peut très bien se representer par une force (regardez la force dipolaire par exemple) et ceci n'a rien à voir (littéralement) avec la masse d'un photon

[van_fanel]

J'ai cité cette réponse qui est parfois donnée en disant qu'elle ne me satisfaisait pas.

qu'est ce qui ne vous satisfait pas dans cette réponse?
Il me semble que Feynman (tome 2 electromagnetisme) y apporte un semblant de réponse et que beaucoup semble y adhérer.
Une discussion similaire avait également été crée il y a quelques années sur futura (je vais essayer de la retrouver) où Feynman était notamment cité

[JPL]

les photons interagissent bien entendu avec la lumière.

Étonnant, non ?

Je suppose que c'est un lapsus et que tu voulais dire électrons ?

[JPL]

La permitivité est une grandeur macroscopique qui, introduite dans les équations, rend compte de ce qu'on observe. Mais elle n'a pas de valeur explicative au niveau microscopique, contrairement à l'interaction entre photons et électrons.

[JPL]

qu'est ce qui ne vous satisfait pas dans cette réponse?
Il me semble que Feynman (tome 2 electromagnetisme) y apporte un semblant de réponse et que beaucoup semble y adhérer.
Une discussion similaire avait également été crée il y a quelques années sur futura (je vais essayer de la retrouver) où Feynman était notamment cité

Je serais intéressé si tu peux en dire plus. Actuellement je n'ai pas le temps de rechercher la discussion dont tu parles.

[van_fanel]

Étonnant, non ?

Je suppose que c'est un lapsus et que tu voulais dire électrons ?

effectivement c'etait un lapsus. D'autant plus que s'ils ont s'intéresse aux graphs de Feynman, au premier ordre, l'interaction photon-photon (contrairement aux gluons par exemple) n'est pas permise

La permitivité est une grandeur macroscopique qui, introduite dans les équations, rend compte de ce qu'on observe. Mais elle n'a pas de valeur explicative au niveau microscopique, contrairement à l'interaction entre photons et électrons.

S'il on considère la polarisabilité au lieu de la permitivité alors le problème "saute" puisqu'on peut définir une polarisabilité quantique proportionnelle à |<e|d|g>|² où d désigne l'opérateur dipolaire et |g> et |e> désigne les états de l'atome (approximé comme un système à deux niveaux). Est ce que ca ne résoudrait pas vos problèmes?

Je serais intéressé si tu peux en dire plus. Actuellement je n'ai pas le temps de rechercher la discussion dont tu parles.

j'essaye de remettre la main dessus mais pour l'instant je fais choux blanc. Mais je ne désespère pas.

[la_gravitation04]

mais nous ne devons pas oublier que nous étudions la lumière dans un monde appélé la mécanique quantique et que là bas rient ne respect les lois de la physiques. il faut prendre en compte cela(un monde étrange)

[JPL]

mais nous ne devons pas oublier que nous étudions la lumière dans un monde appélé la mécanique quantique et que là bas rient ne respect les lois de la physiques.

Mon seul commentaire :

[la_gravitation04]

qu'es ce tu ne comprend pas( La mécanique quantique est la branche de la
physique qui a pour objet d'étudier et de
décrire les phénomènes fondamentaux à
l'œuvre dans les systèmes physiques , plus
particulièrement à l'échelle atomique et
subatomique).

[JPL]

Dire que la mécanique quantique ne respecte pas les lois de la physique est une totale absurdité.

[van_fanel]

la question n'est pas qu'est ce que vous ne comprenez pas mais plutot savez vous de quoi vous parlez?
la physique quantique est le théorie la mieux vérifiée expérimentalement. Aucune mesure effectuée par l'homme n'a jamais fourni des résultats aussi en accord avec la théorie que les expériences reliées à la physique quantique. Donc dire que rien ne respecte les lois de la physique là bas est très fort de café puisque c'est précisément tout le contraire!!!!

d'autre part dire que la physique ne respecte pas les lois de la physique est un non sens total. Par définition la physique respecte ses lois puisque c'est elle qui les "érige". Après, les gens peuvent comprendre ou non tel ou tel phénomène mais ca n'a rien à voir avec les lois de la physique. Il s'agit alors d'un problème de compréhension des lois de la physique mais pas des lois en elles memes.

[van_fanel]

je pense avoir retrouvé la discussion: http://forums.futura-sciences.com/ph...eurs-vide.html
les explications de LPFR semblent s'inspirer de celles de Feynman

[JPL]

Merci, je vais lire ça.

[la_gravitation04]

la lumière traverse les atomes d'eau alors que dans ces atomes on a des particules subatomique. et la mécanique quantique s'intéresse à ces particules subatomique.on a forcement affaire a la mécanique quantique!

[JPL]

Explique-moi comment la lumière, qui a une longueur d'onde de 400 à 800 nanomètres (10^-9) peut "traverser" un atome dont la taille est de l'ordre de quelques centaines de picomètres (10^-12 m) ? C'est l'histoire du chameau qui voudrait passer par le chas d'une aiguille.

Deux remarque. D'une part il n'y a pas d'atome d'eau mais des molécules, d'autre part ta réponse botte en touche.

[mach3]

la lumière traverse les atomes d'eau alors que dans ces atomes on a des particules subatomique. et la mécanique quantique s'intéresse à ces particules subatomique.on a forcement affaire a la mécanique quantique!

personne ne le nie... je vous conseille la lecture de "lumière et matière" de Feynman, c'est accessible, court, et pas cher au format poche.

m@ch3

[minushabens]

Est-ce qu'il y a une vitesse minimale pour la lumière?