Effet Compton

[Archimede-001]

Bonjour,

Alors en ce moment je suis en train de voir la physique nucléaire avec les différents cas possibles pour les transferts d'énergies. L'effet Compton conduit à "choc élastique", entre le photon et l'électron... Le problème est que je ne vois pas pourquoi quand nous avons un choc entre le photon et l'électron cela s'appelle choc élastique ? Car durant l'effet Compton nous avons transmission non totale de l'énergie du photon incident à l'électron du milieux. Je ne comprend donc pas la signification du mot "élastique".

Merci d'avance

Archimede-001

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[LPFR]

Bonjour.
Le terme « d’élastique » est utilisé dans les chocs mécaniques quand il n’y a pas une partie de l’énergie qui est transformée en chaleur (= en agitation thermique des molécules des solides).
Du coup, tous les chocs entre particules sont nécessairement élastiques : rien n’est transformé en chaleur.

Peut-être qu’il y aurait la possibilité de définir des chocs « inélastiques » si une partie de l’énergie mécanique est transformée en autre chose (rayonnement EM par exemple). Mais je n’ai jamais lu ce type de définition.
Au revoir.

[invite07941352]

Bonjour,
il n'y a pas de transfert d'énergie vers l'extérieur, donc, c'est un choc élastique .
Vous n'êtes pas le premier a vous poser la question pour l'effet Compton :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Discus...%C3%A9lastique
Le lien ne veut pas passer ? Faites " choc élastique Compton" et lisez la discussion Wiki .

[Amanuensis]

Le wiki en français parle de choc élastique:

Dans https://fr.wikipedia.org/wiki/Diffusion_Compton

En physique, la diffusion Compton (aussi appelée Effet Compton) est une diffusion élastique

et en anglais de diffusion inélastique:

dans https://en.wikipedia.org/wiki/Compton_scattering

Compton scattering is the inelastic scattering of a photon by a charged particle, usually an electron.

Bizarre...

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L'argumentaire de la page en français semble être la conservation de l'énergie cinétique globale du système étudié.

L'argumentaire de la page en anglais semble être la différence entre la longueur d'onde du photon incident et celle du photon sortant.

Une différence intéressante est que la page en français parle d'un seul photon qui serait dévié (comme un choc mécanique), alors que la page en anglais parle de deux photons, un incident et un émis (plus conforme à une interaction quantique).

Bref, il me semble que élastique vs. inélastique est un faux problème, parce que pas clairement applicable à cette bizarre "particule" qu'est le photon.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Pedro1977]

Bonjour,

Je me pose la question de la "définition" du photon et l'article Wikipedia français possède une section "Objections à l’hypothèse des quanta de lumière" qui moi (non physicien, juste passionné) me semble tellement plus cohérent que d'affirmer qu'il y a un quanta minimum de lumière (personnellement, je ne vois pas pourquoi il n'y aurait plus de lumière dans un demi photon).

L'article parle ensuite de l'expérience de Compton qui ne peut s'expliquer que si le photon (quanta de lumière) existe... Le hic, c'est que je ne comprend absolument rien à la phrase donnée dans l'article Wikipedia : "L’expérience de Compton donne une existence plus tangible au photon, puisque ce dernier montre que la diffusion des électrons par les rayons X s’explique bien en attribuant au photon le moment cinétique prédit par Einstein".

Si quelqu'un peut m'expliquer cette expérience (en "parlant en bébé-physique") ?? et aussi, il serait mon sauveur s'il avait en plus la bonté de m'expliquer ce qu'est un "moment" (angulaire, cinétique, ...) ça m'aiderait vachement car je bute dans la compréhension de plein de choses qui m'intéressent parce que si je veux tenter de comprendre plus en profondeur, je finis toujours par tomber sur un "moment whatever" et que malgré plusieurs tentatives de comprendre ce qu'est un "moment" en physique, je reste toujours bloqué...

[Resartus]

Il faut en effet être prudent quand on voit le terme moment qui est utilisé à beaucoup de sauces en Français :

Cela peut désigner ce qu'on peut aussi appeler l'impulsion, c'est à dire le produit de la masse par la vitesse (on l'appelle en anglais le momentum). Dans un référentiel galiléen, l'impulsion totale est conservée. Si vous avez vu des doc sur l'effet compton, ou plus généralement les interactions entre particules c'est de cela qu'on parle. Mais cela marche aussi pour des boules de billard, ou pour un choc entre deux wagons, etc.
Cette impulsion étant vectorielle. sa conservation doit se vérifier sur les trois axes. Cela explique pourquoi dans certains cas, les objets doivent repartir dans des directions différentes, pour que la conservation de l'impulsion ET de l'énergie soit mathématiquement possible.


Ensuite, quand on parle de mécanique traditionnelle, le moment d'une force par rapport à un point ou un axe est le produit de la force par la distance qui sépare cet axe du point d'application de la force (produit vectoriel, en fait). En statique, il faut que la résultante de tous ces moments soit nulle pour que le corps ne pivote pas (cela explique les fameux bras de levier d'archimède par exemple)
Pour compliquer encore, on parle en mécanique du solide de moment cinétique ou moment angulaire pour désigner le produit vectoriel de l'impulsion vue précédemment, par la distance à un axe. Cette quantité est intéressante car elle va se conserver dans certaines conditions : si on prend comme axe le centre de gravité de l'ensemble des objets, ou si ces objets sont soumis seulement à une force centrale (satellites autour de la terre par exemple).

On peut aussi caractériser la résistance à la rotation d'un corps solide sous l'action du moment des forces qui s'appliquent sur lui par une constante qui est son moment d'inertie (équivalent de la masse, mais pour des rotations). L'équivalent pour les rotations du principe fondamental de la dynamique peut s'écrire ainsi : Moment des forces =I. domega/dt. et l'énergie cinétique de rotation vaut (1/2). I.omega² où I est le moment d'inertie et omega la vitesse de rotation

Et comme si cela ne suffisait pas, on peut aussi voir en RDM apparaitre l'expression moment quadratique, qui caractérise la résistance à la flexion d'une poutre par exemple.

[Pedro1977]

Merci Resartus ! Je crois que je vais passer beaucoup de "moments" à relire ta réponse, mais ça vaut certainement le coup. Donc le moment angulaire n'a pas grand chose à voir ni avec un moment (instant) ni un angle ça serait certainement intéressant de comprendre pourquoi les termes "moment" et "angulaire" ont été choisis.

[LPFR]

Bonjour.
Et, encore, Resartus a été gentil en vous épargnant d’autres « moments » en physique.
Comme le moment magnétique, dipolaire, etc.
Quand un physicien se trouve en face d’un nouveau truc à qui il doit donner un nom, il a une tendance à l’appeler « moment machin ».

La dénomination, copiée des anglophones, « moment angulaire », sans être géniale, est beaucoup mieux adaptée que « moment cinétique ». Cinétique veut dire « mouvement » alors que « angulaire » rappelle la rotation.

D’après le CNRTL il vient de « mouvement » :
A empr. au lat. momentum (contraction de *movimentum, dér. de movere, v. mouvoir)
Ce qui rend le mot plus logique.
Au revoir.

[Pedro1977]

Bon à savoir ça, merci lpfr ! Donc moment plutôt pour mouvement... C'est quand même dommage cette histoire de moments à toute les sens. Des termes univoques faciliteraient peut-être les choses. Surtout quand on veut faire une science exacte

[LPFR]

Bon à savoir ça, merci lpfr ! Donc moment plutôt pour mouvement... C'est quand même dommage cette histoire de moments à toute les sens. Des termes univoques faciliteraient peut-être les choses. Surtout quand on veut faire une science exacte

Re.
Malgré l’utilisation extensive du terme « moment » il n’y a pas, en aucun cas, d’ambiguïté. À chaque fois le terme est suivi d’un qualificatif (magnétique, linéaire, d’une force, dipolaire, angulaire, etc.).
A+

[Pedro1977]

Re.
Malgré l’utilisation extensive du terme « moment » il n’y a pas, en aucun cas, d’ambiguïté. À chaque fois le terme est suivi d’un qualificatif (magnétique, linéaire, d’une force, dipolaire, angulaire, etc.).
A+

Exact ! Ce qui est un peu perturbant c'est qu'on inverse en quelque sorte les rôles noms et qualificatifs. Moment est le nom qui est plutôt un qualificatif (qui voudrait dire "relatif au mouvement") et le sens est donné par le qualificatif (magnétique, linéaire, dipolaire, ...)

[Pedro1977]

Et pour l'expérience de Compton, de quoi s'agit-il au juste ? Et en quoi le fait que la lumière doit être forcément quantifiée est "justifié" par cette expérience ?