Fréquence et énergie pour une onde électromagnétique

[invitee3133801]

En lisant la discussion sur l'énergie des ondes mécaniques, cela m'a rappelé que pour une onde électromagnétique plus sa fréquence était élevée et plus elle était énergétique.

J'ai donc voulu voir où apparaissait ce phénomène pour une onde életromagnétique plane progressive monochromatique (OPPM).

Grâce aux équations de Maxwell et aux relations des OPPM je trouve que :

<Pi>_t = E₀² / (2*mu₀*c)

On voit donc que la valeur moyenne du vecteur de Poynting dépend uniquement de l'amplitude du champ électrique et pas du tout de la fréquence de l'onde.

Le calcul de w_em ne fait pas non plus apparait de dépence en fréquence.

Pourriez-vous dès lors m'aider à trouver où apparait la propriété de dépence à la fréquence (que plus la fréquence est élevée et plus l'onde est énergétique).
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[Coincoin]

Salut,
C'est simple : c'est faux ! Comme tu l'as très bien montré, l'énergie dépend du carré de l'amplitude seulement. Par contre, en mécanique quantique, quand on quantifie l'onde en photons, on voit que l'énergie d'un photon est donné par (avec la constante de Planck réduite). Donc à amplitude égale, une onde de grande fréquence a la même énergie qu'une onde de faible fréquence, mais moins de photons, car les photons de haute fréquence sont plus énergétiques (un photon gamma ça fait plus mal qu'un photon IR !)

[invitee3133801]

Hum je vois. Donc en fait quand on dit "plus énergétique" il faut plutôt comprendre plus pénétrante car les photons de hautes fréquences étant plus énergétique vont "rentrer" d'avantage dans un corps et réussir à la déteriorer.

[Coincoin]

Et il y a aussi le fait que chaque photon a plus d'effet. Si je te jettes une tonne de sable grain par grain, ça fait pas trop mal, si je te jettes un éléphant d'une tonne, tu vas peut-être commencer à te plaindre ! Là, c'est pareil : un photon IR ne fera pas bien plus que faire vibrer un peu tes molécules, un photon gamma va briser des liaisons (et si c'est liaisons sont dans l'ADN, ça pose problème, ce qui explique les cancers causés par les UV)

[A voir en vidéo sur Futura]

[Floris]

Donc à amplitude égale, une onde de grande fréquence a la même énergie qu'une onde de faible fréquence...

Bonjour coincoin, dit moi, y quelque chose qui me semble pas très claire dans ce que tu dit. Là tu veux plutôt parler des ondes méquaniques n'est pas?
Bien cordialement à toi
Flo

[roll]

Là tu veux plutôt parler des ondes méquaniques n'est pas?

Ben non,puisque qu'il parlait de photons...

[Meumeul]

Il parlait bien d'ondes EM.

Il faut bien avoir en tete que donne l'energie d'UN SEUL photon, et qu'une onde generalement observée contient beaucoup de photons. L'energie est alors la somme des energie de chaque photon : .