Photons et fentes de Young

[invitedcac4be3]

Bonjour,

Lorsque un faisceau de photon traverse les deux fentes nous observons des franges d'interférences ... Bon considérant l aspect ondulatoire des photons cela s'explique
Mais il semble que lorsque l ont fait passer les photons un par un les franges d'interférences apparaissent encore ... Même chose pour des électrons envoyés un par un.
Est ce que quelqu'un sait si la fréquence d'envoi des particules a un impact sur les franges d'interferences observées ? Si oui lequel ?

Merci d'avance pour vos éclaircissement.
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[invite6dffde4c]

Bonjour et bienvenu au forum.
J’imagine que vous voulez parler des fentes de Young (Monsieur Thomas Young).

La physique utilise le modèle ondulatoire pour expliquer (entre autres) les phénomènes de diffraction et interférences des ondes.
Elle utilise le modèle particule pour expliquer certains autres phénomènes qui ne peuvent pas s’expliquer avec le modèle ondulatoire, comme l’effet photoélectrique.
Il s’avère que les particules ont aussi, dans certains phénomènes, un comportement ondulatoire.

Mais il y a une manip dans laquelle la lumière ou les particules et le photons présentent en même temps un comportement de particule et d’onde. C’est quand les photons ou les particules sont envoyés individuellement sur un dispositif de diffraction-interférences, comme les fentes de Young.

La probabilité de détecter les particules à la sortie correspond à la figure de diffraction que l’on obtient en faisant passer les particules en nombre. On a l’impression que la particule ou le photon ont passé par les deux fentes simultanément.

Pour expliquer cette manip, les deux modèles précédents ne fonctionnent pas. Il faut utiliser un troisième modèle. Celui de l’électrodynamique quantique.
Dans ce modèle on n’a que des photons virtuels en nombre infini, avec un comportement proche d’une onde.
Pour calculer la probabilité de trouver le photon (ou la particule réelle) à un endroit on fait la somme des fonctions d’onde de ce nombre infini de photons virtuels. Et cette somme (son module, plus précisément) élevé au carré, vous donne la probabilité de trouver la particule réelle à l’endroit choisi.

Je ne sais pas quelle est votre source d’information. Mais je vous conseille d’en changer.
Si le troisième modèle vous intéresse, je vous conseille ce petit bouquin :
http://www.amazon.fr/gp/product/2020...pf_rd_i=405320
Au revoir.

[gwgidaz]

Bonjour,

"Mais il y a une manip dans laquelle la lumière ou les particules et le photons présentent en même temps un comportement de particule et d’onde..."

Certains disent aussi que la lumière et les particules ont un comportement ondulatoire quand elles n'inter-agissent pas, et corpusculaire quand elles inter-agissent. Ce sont les interactions qui se produisent par quanta.
J'aime bien cette hypothèse, qui a l'avantage d'être compréhensible par l'esprit humain. A moins que quelqu'un connaisse un contre exemple?

[invitedcac4be3]

Merci pour votre réponse.

Je jetterai un oeil intéressé sur le troisième modèle.

Mes sources sont diverses et variées, n'ayant pas suivi de cursus de physique, mes bases s'appuient essentiellement sur de la lecture et des vidéos.

Ma question se pose en référence à une présentation très intéressante faite par Serge Haroche, et notamment sur la partie à la 14ème minute où il parle justement d'une expérience de fentes de young réalisée avec des envois de photon unitaire.
Mais ma question reste encore sans réponse (compréhensible pour moi en tout cas) ... à savoir : Est ce que la fréquence d'envoi des photons à un impact sur la figure des franges d'interférences observée ?

Merci encore

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

... Est ce que la fréquence d'envoi des photons à un impact sur la figure des franges d'interférences observée ?

Bonjour.
Non. Pas du tout.
Simplement pour avoir une image d’interférence (avec des franges) il faut des dizaines de milliers de photons. L’image se précise à mesure que le temps passe et que de plus en plus de photons isolés on contribué à la former.
Au revoir

[gwgidaz]

Bonjour,

Donc, chaque photon se comporte comme une onde au passage des fentes. J'ose dire même "est une onde" ...
Mais pour inter-agir avec l'écran, il doit re-concentrer toute son énergie en un seul point.
Les endroits de l'écran où cette onde possède le max d'énergie sont les endroits de l'écran où il a le plus de chance d'arriver.

[invite6dffde4c]

...
Donc, chaque photon se comporte comme une onde au passage des fentes. J'ose dire même "est une onde" ...
...

Bonjour
NON !
Un photon est une particule et ne se comporte JAMAIS comme une onde.
Le photons qui on un comportement qui rappelle les ondes sont les photons virtuels de l’électrodynamique quantique. Et ils ne transportent pas de l’énergie comme les photons « grand public » (ceux d’Einstein) mais quelque chose dont le module au carré est une probabilité de présence d’un photon grand public ou d’une particule.

Je vous conseille vivement le petit bouquin de Feynman :
[url=http://www.amazon.fr/Lumi%C3%A8re-mati%C3%A8re-Une-%C3%A9trange-histoire/dp/2020147580/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1423301 356&sr=8-1&keywords=Feynman+lumi%C3%A8r e+et+mati%C3%A8re}[/url].
Et si le livre ne vous plait pas, vous ne vous serez pas ruiné.
Au revoir.

[gwgidaz]

Bonjour,
Je connaissais déjà ce bouquin, très intéressant d'ailleurs.
Ou, mais voilà, il n'y a pas de différence de nature entre la lumière et les ondes électromagnétiques de fréquences plus basses, pour lesquelles on peut également faire l'expérience des fentes de Young.
J'en avais conclu que les ondes électromagnétiques ( radio..) sont également virtuelles tant qu'on ne les touche pas.
Et toujours vrai si on descend en fréquence jusqu'à l'electrostatique ....
Bon, si on veut, pourquoi pas....

[invitedcac4be3]

Bouquin commandé

Bon c'est clair que cette notion de photons virtuels est compréhensible humainement que par des initiés ... en physique et en maths ... mais pour le commun des mortels comme moi çà devient assez abstrait.

J'imagines que l'electrodynamique quantique n'est qu'une interprétation possible de la réalité ...

Néanmoins Le fait qu'un photon "saches" quel chemin prendre, ne peut-il pas être pas être déterminé par le passage des photons précedents ?
Les photons précédents ne "laissent" ils pas une trace ... une modification de l'espace qui influencerait le passage des prochains photons ?

As-t-on tenté de réaliser cette expérience de fentes de young (avec des photons envoyé un par un) , en faisant tourner le système opératoire pendant l'expérience... afin de voir si "l'espace" ne rentrait pas en jeu ?

[invite6dffde4c]

Bouquin commandé

Bon c'est clair que cette notion de photons virtuels est compréhensible humainement que par des initiés ... en physique et en maths ... mais pour le commun des mortels comme moi çà devient assez abstrait.

J'imagines que l'electrodynamique quantique n'est qu'une interprétation possible de la réalité ...

Néanmoins Le fait qu'un photon "saches" quel chemin prendre, ne peut-il pas être pas être déterminé par le passage des photons précedents ?
Les photons précédents ne "laissent" ils pas une trace ... une modification de l'espace qui influencerait le passage des prochains photons ?

As-t-on tenté de réaliser cette expérience de fentes de young (avec des photons envoyé un par un) , en faisant tourner le système opératoire pendant l'expérience... afin de voir si "l'espace" ne rentrait pas en jeu ?

Bonjour.
Oui, les photons virtuels et l’électrodynamique quantique ne sont pas à la portée du grand public. C’est la raison pour laquelle on en parle très peu et on préfère raconter des conneries pour expliquer des phénomènes qui ne sont explicables qu’avec ce modèle.

Car ce modèle, malheureusement très compliqué, est « le bon » modèle qui explique toutes les manips correctement. Pour ce qui est de la « réalité », il n’y a que les philosophes, les prêtres, les économistes et les psychologues qui la connaissent. Pas les scientifiques.

Et non, les photons ne laissent pas une trace odorante comme les fourmis.

Oui, l’expérience a été faite avec des photons (elle n’est pas difficile à faire dans un laboratoire équipé) et avec des électrons, des atomes et des molécules (c’est nettement plus difficile). Tous les laboratoires tournent sauf, peut-être, certaines sondes spatiales.

Et il ne s’agit pas de faire n’importe quoi comme expérience « pour voir si… ». On fait des théories bien justifiées sur le papier et après on calcule et on décide si ça vaut le coup de tenter l’expérience. Les scientifiques ne sont pas de bricoleurs dans leur garage.
Au revoir.

[stefjm]

Pour ce qui est de la « réalité », il n’y a que les philosophes, les prêtres, les économistes et les psychologues qui la connaissent. Pas les scientifiques.

Bonjour,
Je suis d'accord avec vous et le plus drôle, c'est quand vous parlez de «réalité» des nombres réels et de non réalité des nombres imaginaires.
Cordialement.
Ma signature actuelle : Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «réalité» et «existe».

[invitedcac4be3]

Oui effectivement les labos tournent ...

Et non, les photons ne laissent pas une trace odorante comme les fourmis.

Est-ce qu'il y a déjà eu des expériences qui ont pu le démontrer ?

Une autre question me taraude ... si je prends 2 plaques identiques A et B ,parallèles, espacées par une distance importante. Que ces deux plaques se déplacent à vitesse constante dans la même direction. Qu'un dispositif au centre de la plaque A est capable de lancer un photon vers la plaque B. Le photon arrivera-t-il au centre de la plaque B ?

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Bien sur. Le comportement de la lumière est très bien connu des scientifiques.

Dans el cas de vos deux plaques, si le dispositif vise le centre de plaques, la lumière les atteindra. Qu’il soit ou non en mouvement pas rapport à un autre repère. Ou, ce qui revient au même, qu’il ait ou non un observateur dans un autre repère en mouvement.
Au revoir.

[invite0bbfd30c]

...
Donc, chaque photon se comporte comme une onde au passage des fentes. J'ose dire même "est une onde" ...
...

Bonjour
NON !
Un photon est une particule et ne se comporte JAMAIS comme une onde.
Le photons qui on un comportement qui rappelle les ondes sont les photons virtuels de l’électrodynamique quantique. Et ils ne transportent pas de l’énergie comme les photons « grand public » (ceux d’Einstein) mais quelque chose dont le module au carré est une probabilité de présence d’un photon grand public ou d’une particule.

Je suis toujours étonné de t'endendre dire des choses comme "un photon est une particule et ne se comporte JAMAIS comme une onde". C'est comme dire "un électron est une particule et ne se comporte JAMAIS comme une onde", ou même "un atome est une particule et ne se comporte JAMAIS comme une onde". Ces trois phrases n'ont aucun sens. On n'en est plus à l'atome d'Aristote ou de Bohr, et on ne considère pas la lumière comme constituée de billes microscopiques.

D'autre part les physiciens qui font des expériences de physique quantique avec la lumière (domaine de l'optique quantique) parlent de photons sans arrêt, dans des expériences ou les aspects corpusculaires et/ou ondulatoire peuvent se manifester, et il ne s'agit pas de photons virtuels. Il ne faut pas être plus royaliste que le roi...

[invite6dffde4c]

Je suis toujours étonné de t'endendre dire des choses comme "un photon est une particule et ne se comporte JAMAIS comme une onde". C'est comme dire "un électron est une particule et ne se comporte JAMAIS comme une onde", ou même "un atome est une particule et ne se comporte JAMAIS comme une onde". Ces trois phrases n'ont aucun sens. On n'en est plus à l'atome d'Aristote ou de Bohr, et on ne considère pas la lumière comme constituée de billes microscopiques.

D'autre part les physiciens qui font des expériences de physique quantique avec la lumière (domaine de l'optique quantique) parlent de photons sans arrêt, dans des expériences ou les aspects corpusculaires et/ou ondulatoire peuvent se manifester, et il ne s'agit pas de photons virtuels. Il ne faut pas être plus royaliste que le roi...

Bonjour.
Un électron s’appelle électron qu’il se comporte comme une onde ou comme une particule.
Par contre quand un photon se comporte comme une onde, ce n’est plus un photon mais une onde électromagnétique. On lui a donné deux noms différents suivant le modèle que l’on utilise pour décrire son interaction avec la matière.
Au revoir.

[gwgidaz]

Bonjour,
pourquoi parler d'une chose qui n'existe pas? Le photon, vu sa vitesse et sa durée de vie observée, a bien une durée de vie nulle....

[Deedee81]

Salut,

pourquoi parler d'une chose qui n'existe pas? Le photon, vu sa vitesse et sa durée de vie observée, a bien une durée de vie nulle....

De "son" point de vue, mais pas du nôtre. Le photon met bien une durée finie et non nulle pour aller d'un point A à un point B.

[invite93279690]

Bonjour
NON !
Un photon est une particule et ne se comporte JAMAIS comme une onde.
Le photons qui on un comportement qui rappelle les ondes sont les photons virtuels de l’électrodynamique quantique.

Salut,

C'est bizarre, je croyais connaitre la QED mais j'ai du mal a discerner ces deux concepts (photon et photon virtuel) dans le contexte de la question...

Quelle definition particuliere as tu en tete pour un photon "reel" oppose au photon "virtuel" (encore une fois dans le contexte des fentes d'Young pas d'interactions entre particules chargées par exemple) ?

Par ailleurs, dans mes souvenirs (mais ca date un peu) le bouquin de Feynman ne me semble pas s'étendre énormément sur le concept de particule virtuelle, il se focalise principalement sur la version intégrale de chemin en se gardant bien d'interpreter le sens des chemins apparaissant dans la somme et par quoi ou qui ils sont empruntes; seul compte le fait que le résultat de la manip est "comme si" le photon avait emprunte tout ces chemins et pondere chacun d'eux avec une certaine amplitude.

Je trouve aussi intéressant et un peu contradictoire de dire il n'y a pas de réalité pour les scientifiques (pourquoi pas) tout en distinguant juste avant les vrais photons des photons virtuels.

[gwgidaz]

Salut,



De "son" point de vue, mais pas du nôtre. Le photon met bien une durée finie et non nulle pour aller d'un point A à un point B.

Pour les autres particules, on parle bien de la durée de vie propre. Mais je te concède que le photon ne peut avoir de "point de vue".
De toute façon,j'ai toujours beaucoup de mal à accepter l'idée de "photon" . Comme il n'y a pas de différence de nature entre la lumière et les ondes électromagnétiques de basse fréquence, si on considère l'énergie du photon comme proportionnelle à la fréquence, eh bien pour les ondes BF l'énergie de leurs photons tend vers zéro quand la fréquence tend vers zéro. Alors qu'en est-il des photons échangés quand on écarte légèrement d'une variation de distance dx , une charge d'une autre charge. S'il existe des entités porteuses d'énergie, elles sont vraiment petites, voire infiniment petites. Curieux....

[Deedee81]

Salut,

Je n'ai pas trop le temps de donner plus d'explications, désolé, mais juste un truc : "photons virtuels ou réels" n'a rien à voir avec la "réalité physique". Le choix des mots est malheureux, mais on doit vivre avec !

[invite0bbfd30c]

NON !
Un photon est une particule et ne se comporte JAMAIS comme une onde.

(...) quand un photon se comporte comme une onde, ce n’est plus un photon mais une onde électromagnétique.

Ça n'a toujours aucun sens. Dans une expérience d'optique quantique un photon unique peut très bien montrer des aspects ondulatoires, et on l'appelle encore photon.

[invite1a73c863]

Bonjour,

Le photon met bien une durée finie et non nulle pour aller d'un point A à un point B.

Permettez-moi de m'inscrire en faux ici. Le photon ne voyage pas dans l'espace-temps, il imprime des caractéristiques à un élément figé de celui-ci, jusqu'à nouvel ordre (nouvelle interaction). C'est chaque élément muni de masse qui voyage à c à l'encontre du photon, grain d'espace-temps figé.

Cordialement.

[stefjm]

De "son" point de vue, mais pas du nôtre. Le photon met bien une durée finie et non nulle pour aller d'un point A à un point B.

On peut voir Le photon (réel) comme une singularité de l'espace-temps. Non?
Sur le même principe, la charge peut être vu comme une singularité de l'espace-matière (photon virtuel, particule d'interaction du champ électromagnétique).

Quel serait la singularité de la matière-temps?

[invite1a73c863]

Bonjour,

Quel serait la singularité de la matière-temps?

Un homéomorphisme de méson à baryon? Sous l'impulsion de l'énergie du vide?

Cordialement.

[Deedee81]

Bonjour,

J'arrive un peu comme les cavaliers d'Offenbach, mais s'il vous plait, évitez tout de même de raconter n'importe quoi. Même si je sens une pincée d'humour la derrière (dans ces cas là, il vaut mieux mettre un smiley pour annoncer la couleur).

Les trois derniers messages c'est vraiment du grand n'importe quoi.

[stefjm]

Bonjour,
Je n'ai pas oublié le et je veux bien un avis argumenté sur ce que j'ai dis.
Photon réel: espace-temps
Charge : espace-matière
Photon virtuel : matière-temps

Cordialement.

[Deedee81]

Bonjour,

Ca ne s'améliore pas.

Alors la récréation est finie. On ferme.