Photon

acerfull · 05/08/2004, 14h53

J'ai dernièrement lu un article qui disait que la force électromagnétique découlait d'un échange de photon. Autrement dit, la vie à comme base des échanges de photons, car apparement, les atomes restent intègres grâce à ce fameux échange de photon. Je comprend très bien les phénomènes électriques et un peu moins bien les phénomènes électromagnétiques et encore moins bien la physique quantique. Alors sur ce, j'ai une question pour quiconque sera capable de m'apporter un soutient visuel, sans définition de dérivé et d'intégral (math trop poussé). C'est quoi un photon? À quoi peut on le comparer dans la nature?

**.:Spip:.** · 05/08/2004, 15h19

Un photon : deux nature corpusculaire et ondulatoire. on a toujours vassillé entre les deux. maintenant c'est les deux en meme temps comme pour la matiere (ond /corp par de Broglie avec train d'onde etc)

corpusculaire : petit grain inseccable se deplacant a la vitesse de la lumiere
300 000m/s dans le vide. cf phenomene de refraction

ondulatoire : cf phenomene de diffraction. La fréquence determine la couleur, plus elle est haute plus on tire vers le bleu. entre lambda = .4 et 0.7nm pour le visible , on a en plus infrarouge et ultraviolet non visible.

Bon, ce que je vien de dire reste grandment lacunaire mais des questions ultérieux devraient y remedier.

pour la comparaison, ben il n'y a pas d'equivalent. c'est comme si je dis : trouve moi un equivalent à un proton ???????????

Attention, pour une force electromagnetique, ce sont des photons virtuelles, pas comme la lumiere, ils ont une durée de vie tres courte. Par exemple pour les fluctuation du vide, il y a apparition et disparition de ces photons virtuels.

acerfull · 05/08/2004, 15h44

Merci tout d'abord lephysicien d'avoir pris la peine de bien vouloir m'aider ou m'embrouiller

Si un deux électrons s'échangent des photons virtuels, c'est tu logiques de penser que dans un électron, il y a des photons?

**deep_turtle** · 05/08/2004, 16h11

Citation:

Si un deux électrons s'échangent des photons virtuels, c'est tu logiques de penser que dans un électron, il y a des photons?

C'est vrai que c'est le bon sens, mais non la nature n'est pas comme ça...

Des photons peuvent être créés, c'est-à-dire ne pas exister à un moment donner, puis exister à un moment ultérieur. Par exemple, un atome dans un état excité peut perdre de l'énergie en émettant un photon, qui n'était nulle part avant...

Une question similaire à celle que tu soulèves s'est posée dans dans les années 1920-1930, quand on a observé que les noyaux atomiques pouvaient se transformer en émettant des électrons (c'est une forme de radioactivité). Les gens se sont dit que du coup, les noyaux devaient contenir des électrons, mais en fait non, on sait maintenant qu'ils sont créés à partir d'énergie (la théorie que explique ça s'appelle l'interaction faible).

Ganash · 05/08/2004, 16h17

Citation:

Un photon : deux nature corpusculaire et ondulatoire. on a toujours vassillé entre les deux. maintenant c'est les deux en meme temps comme pour la matiere (ond /corp par de Broglie avec train d'onde etc)

Le photon n'a pas deux nature, corpusculaire ou ondulatoire. C'est la lumière qui a deux natures, corpusculaire ou ondulatoire et le photon est la représentation corpusculaire de la lumière.

Marsunet · 05/08/2004, 16h51

Mais un photon rouge et un photon bleu n'ont pas la même onde ...

acerfull · 05/08/2004, 16h58

Citation:

Posté par deep_turtle

Par exemple, un atome dans un état excité peut perdre de l'énergie en émettant un photon, qui n'était nulle part avant...

Donc, les électrons en émettant des photons virtuels devraient perdre de l'énergie....Plus j'avance dans ma connaissance et plus je me rend compte que tout est une question d'équilibre.

georgesl · 05/08/2004, 17h02

pas d'accord, le photon est un quantum de lumière, mais il est lui même ondulatoire.
c'est un "paquet d'onde" minimum (c'est à dire de longueur juste suffisante pour qu'on puisse déterminer sa longueur d'onde, d'ou les inégalités d'Heisenberg : pas de localisation précise ou pas de longeur d'onde précise correspondant à son énergie).
Le quantum du photon correspond à la somme de sa propre propagation dans toutes les directions à la fois et est au final est localisé dans l'espace en avançant "tout droit" parce que partout ailleurs, la somme de ses amplitudes s'annule.
c'est comme ça pour toute la matière qui n'existe pas réellement sous forme de "particule" et peut toujours être divisé en plusieurs parties comme une onde : une particule est juste un paquet d'onde localisé dans l'espace.
Un électron émet un photon quand son énergie varie : énergie potentielle ou cynétique. l'échange de photons entre noyaux et électrons correspond donc à des fluctuations d'énergie entre les deux.
pour info, un photon de très basse énergie, si on essaye de le suivre par exemple, a une fréquence de plus en plus basse, donc une longueur d'onde de plus en plus large, donc devient infiniment large dans l'espace et donc n'a plus de localisation.
georges.

**.:Spip:.** · 05/08/2004, 17h06

Citation:

Posté par Ganash

Le photon n'a pas deux nature, corpusculaire ou ondulatoire. C'est la lumière qui a deux natures, corpusculaire ou ondulatoire et le photon est la représentation corpusculaire de la lumière.

desolé pour ce derapage merci ganash de me reprendre

**deep_turtle** · 05/08/2004, 17h15

Citation:

Posté par acerfull

Donc, les électrons en émettant des photons virtuels devraient perdre de l'énergie....

Bon, c'est là le truc subtil : le terme "virtuel" veut justement dire que non. Le photon n'est pas vraiment émis.

En physique quantique, quand on veut calculer la probabilité qu'un événement arrive, par exemple qu'un électron interagisse avec un autre électron, il faut recenser tous les événements intermédiaires (par exempl l'un perd de l'énergie que l'autre va ganger), mais d'une manière qui peut sembler très bizarre : il faut compter les événements a priori impossibles comme par exemple l'électron qui émet un photon sans avoir au préalable l'énergie suffisante pour faire ça !! Ce sont ces événements a priori impossibles qu'on appelle virtuels. En fait ça n'est pas si choquant car ce photon virtuel (celui qui aurait été émis par l'électron qui n'avait pas assez d'énergie pour) n'existe que pendant un temps assez court pour qu'on ne le remarque pas directement (à cause de la relation d'incertitude entre temps et énergie). Et au final l'énergie est bien conservée...

Un peu comme si tu prenais 1 euro dans le porte-monnaie de ton voisin sans lui dire (pas bien

) et que tu le remettes avant qu'il ne s'en aperçoive. Bien sûr tu ne peux rien acheter avec car sinon impossible de remettre l'euro et ton voisin va voir qu'il lui manque son euro...

**.:Spip:.** · 05/08/2004, 17h27

Citation:

Posté par deep_turtle

En physique quantique, quand on veut calculer la probabilité qu'un événement arrive, par exemple qu'un électron interagisse avec un autre électron, il faut recenser tous les événements intermédiaires (par exempl l'un perd de l'énergie que l'autre va ganger), mais d'une manière qui peut sembler très bizarre : il faut compter les événements a priori impossibles

On utilise la theo de la perturabation, etat initial, etat final puis on fait des approches succecive jusqu'a avoir un resultat correct

Oui non ???,

acerfull · 05/08/2004, 17h29

Citation:

Posté par georgesl

Le quantum du photon correspond à la somme de sa propre propagation dans toutes les directions à la fois et est au final est localisé dans l'espace en avançant "tout droit" parce que partout ailleurs, la somme de ses amplitudes s'annule.

Ça ressemble à une traduction ( formule mathématique / français ). Mettons que c'est pas accessible à tout le monde. Le comprends-tu toi même?

acerfull · 05/08/2004, 17h43

Citation:

Posté par deep_turtle

Le photon n'est pas vraiment émis....
il faut compter les événements a priori impossibles comme par exemple l'électron qui émet un photon sans avoir au préalable l'énergie suffisante pour faire ça !! Ce sont ces événements a priori impossibles qu'on appelle virtuels. En fait ça n'est pas si choquant car ce photon virtuel (celui qui aurait été émis par l'électron qui n'avait pas assez d'énergie pour) n'existe que pendant un temps assez court pour qu'on ne le remarque pas directement (à cause de la relation d'incertitude entre temps et énergie). Et au final l'énergie est bien conservée...

Donc si j'ai bien compris, selon toi, le photon virtuel est une définition scientifique, défini par le scientifique, pour le déculpabiliser d'être impuissant devant un phénomène transitoire jusqu'à présent innexplicable. Ouais, je crois bien que je viens de comprendre le terme 'virtuel'. Photon virtuel = phénomène transitoire pas bien compris.

**deep_turtle** · 05/08/2004, 17h43

Citation:

Posté par acerfull

Ça ressemble à une traduction ( formule mathématique / français ). Mettons que c'est pas accessible à tout le monde. Le comprends-tu toi même?

Moi aussi je suis à côté de la plaque sur ce coup-là !

Citation:

Posté par lephysicien

On utilise la theo de la perturabation, etat initial, etat final puis on fait des approches succecive jusqu'a avoir un resultat correct ?

C'est à peu près ça. Je dirais plutôt que dans la théorie des perturbations, on évalue la proba $P_{if}$ de transition entre "état initial" et "état final", en présence d'un élément perturbateur (un champ électromagnétique par exemple) en calculant la probabilité de transition $P_{ia}^0$ entre "état initial" et "état intermédiaire perturbé 1" (calculée comme si la perturbation était absente, d'où la notation avec le 0) et celle
$P_{af}^0$ entre "état intermédiaire perturbé 1" et "état final", pour le premier ordre. On a alors
$P_{if} = P_{if}^0 + \sum_a P_{ia}^0 P_{af}^0$

On peut raffiner au second ordre, en passant par deux états perturbés intermédiaires
$P_{if} = P_{if}^0 + \sum_a P_{ia}^0 P_{af}^0 + \sum_a \sum_b P_{ia}^0 P_{ab}^0P_{bf}^0$

Je ne sais pas si ça répond à ta question ? Tu voulais peut-être un truc moins technique ?

**deep_turtle** · 05/08/2004, 17h48

Citation:

Ouais, je crois bien que je viens de comprendre le terme 'virtuel'. Photon virtuel = phénomène transitoire pas bien compris.

Non. Pas très conforme à l'intuition peut-être, pas bien expliqué par moi, surement, mais c'est un phénomène bien compris dans la théorie.

Citation:

Donc si j'ai bien compris, selon toi, le photon virtuel est une définition scientifique, défini par le scientifique, pour le déculpabiliser d'être impuissant devant un phénomène transitoire jusqu'à présent innexplicable.

Non c'est le contraire : ce n'est pas un truc qui est là et qu'on ne comprend pas ! C'est quelque chose dont a priori on n'avait pas besoin, mais que la théorie nous a forcé d'accepter, et finalement effectivement ça permet d'expliquer quantitativement certains phénomènes beaucoup mieux que sans...

**.:Spip:.** · 05/08/2004, 17h49

Citation:

Posté par deep_turtle

Tu voulais peut-être un truc moins technique ?

euh bon avec mon niveau 1ere s, ca me passe à 10 000 mais je crois que j'ai compris, pour cette theorie, il fait un troisieme elements. mais ce 3eme element ne porait pas etre les champs magnetiques des 2 electrons kamicazes ....

acerfull · 05/08/2004, 17h56

D'accord

je vais l'accepter 'photon virtuel' comme étant un échange de quelque chose de temporaire apparaissant à partir de rien et disparaissant, mais ayant comme fonction de repousser les électrons.

**deep_turtle** · 05/08/2004, 18h00

Citation:

euh bon avec mon niveau 1ere s, ca me passe à 10 000

Oups... Tu mentionnais la théorie des perturbations, c'est pour ça que je me suis permis de développer... Désolé. Dis-donc ça a bien évolué les programmes de 1ère S depuis mon époque !!!