La lumière à l'origine de son émission

[invitec0deeed2]

Il est plutôt créé que libéré. Cette subtilité est importante. Si le photon préexistait au repos avant sa propagation, la question de son accélération se poserait. Mais comme il n'existe pas avant d'être créé, la question de son accélération se pose différemment.

Difficile de ne pas se répéter... Es-tu d'accord que le bang supersonique a la vitesse du son dès sa création? Si oui, considère le photon de la même manière: il va à 300000 km/s dès sa création.

Mon niveau scientifique et mathématique correspond au niveau d'une terminale E (Mathématiques et techniques) de 1971. Depuis je ne suis informé des nouveautés en physique et astrophysique que par des revues de vulgarisation. Lorsque je ne comprends pas il m'est difficile de savoir quand je me heurte à la limitation de mon intelligence ou aux imprécisions des théories exposées.

L'idée du bang d'un avion à réaction comme exemple d'émission sans accélération me semble maintenant plausible. Donc il faut aussi comprendre que dans l'atome il existe une pression énergétique au même titre que l'avion exerce sur l'air cette pression critique qui déclanche le phénomène acoustique.

J'ai le défaut de ne pas toujours m'exprimer avec assez de précision. Quand je disais que d'une masse un photon était libéré je ne l'imaginais pas prisonnier de l'atome. Je voulais dire que la matière peut se transformer en lumière. Par contre je ne peux pas admettre que la quantité de lumière émise n'occupe pas une portion d'espace. Le photon ou son équivalent quantique n'est pas inétendu ou sous forme de pure énergie comme une trace sur un appareil de mesure. A-t-on jamais essayé de calculer l'équivalent en masse de la quantité de lumière emplissant l'immensité de l'espace connu ? Dans ce cas trouverait-on qu'il manquerait tant de masse à l'univers avant de se rabattre sur une mystérieuse masse sombre ?
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[invité576543]

Bonjour,

aux imprécisions des théories exposées.

Je n'essaye que de fournir des images. Je ne pense pas que l'on puisse exposer précisément les théories qui sont derrière autrement qu'avec tout un arsenal mathématique qui dépasse le niveau du bac! (Je précise que ma formation en math-physique est bac+5, plus pas mal d'auto-formation ensuite...)

L'idée du bang d'un avion à réaction comme exemple d'émission sans accélération me semble maintenant plausible. Donc il faut aussi comprendre que dans l'atome il existe une pression énergétique au même titre que l'avion exerce sur l'air cette pression critique qui déclenche le phénomène acoustique.

Mon but était surtout de montrer que la notion de quelque chose qui va immédiatement, sans vitesse intermédiaire, à sa vitesse de croisière, avait un sens dans le cadre des phénomènes ondulatoires. Aller plus loin dans le parallèlisme est dangereux: je ne cherche pas à dire qu'il y a une similitude forte entre les deux phénomènes, plus que le fait que les deux sont des phénomènes de nature ondulatoire.

Ici il y a peut-être un vague parallèle avec le champ électro-magnétique: à ma connaissance, un photon ne peut être émis ou absorbé que par des systèmes de charges électriques, ce qui implique qu'avant l'émission du photon il existe un champ électro-magnétique de structure compliqué au sens et autour du système qui émet le photon. La "pression énergétique" peut être une image de ce champ électro-magnétique pré-existant.

Par contre je ne peux pas admettre que la quantité de lumière émise n'occupe pas une portion d'espace.

La notion d'espace occupé est difficile à appliquer à un champ. Par exemple, la contribution au champ électro-magnétique accompagnant une charge ponctuelle, comme un électron, occupe un espace potentiellement infini, puisque la portée potentielle de la force électrique est infinie. Or un photon est essentiellement une perturbation du champ électro-magnétique.

Ensuite, on peut voir qu'on invoque la notion de photon à deux échelles très différentes. Quand il s'agit de propriétés clairement ondulatoire, comme la résolution maximum d'un microscope, l'échelle est la longueur d'onde, environ 1/2 micron pour la lumière visible. Mais lorsqu'un photon est émis ou absorbé, cela peut ne concerner qu'une seule molécule ou atome, soit plutôt vers le femtomètre, 8 ou 9 ordres de grandeur plus petit.

A-t-on jamais essayé de calculer l'équivalent en masse de la quantité de lumière emplissant l'immensité de l'espace connu ?

Si bien sûr. C'est un aspect important des modèles cosmologiques.

Dans ce cas trouverait-on qu'il manquerait tant de masse à l'univers avant de se rabattre sur une mystérieuse masse sombre ?

Non. La contribution du champ électro-magnétique à la densité d'énergie de l'Univers est très faible devant ce qui manque. Plus compliqué, les modèles cosmologiques distinguent la contribution de la matière (faible vitesse devant c) et la contribution de ce qui est appelé, un peu abusivement, l'énergie (vitesse de c ou presque). Les photons participent à l'énergie pas à la matière, et ne peuvent pas être candidats à matière sombre.

Cordialement,

[invitec0deeed2]

Ici il y a peut-être un vague parallèle avec le champ électro-magnétique: à ma connaissance, un photon ne peut être émis ou absorbé que par des systèmes de charges électriques, ce qui implique qu'avant l'émission du photon il existe un champ électro-magnétique de structure compliqué au sens et autour du système qui émet le photon. La "pression énergétique" peut être une image de ce champ électro-magnétique pré-existant.

Je trouve ces réponses sensées. Même si je n'ai pas toute l'érudition qui existe, il m'est possible de ressentir la cohérence de ce qui est exposé.

Encore une remarque au sujet de l'impulsion initiale conférée au photon. La réserve énergétique d'un atome est, je crois, considérable. J'avais entendu qu'en son sein réside une liaison forte, cette énergie qui est libérée lors d'une fission thermonucléaire. D'un autre côté le passage d'un courant électrique dans un filament produira aussi de la lumière. Y a-t-il un rapport quelconque entre la façon dont le soleil produit sa lumière et celle qu'émet une ampoule électrique ?

[invitea29d1598]

Y a-t-il un rapport quelconque entre la façon dont le soleil produit sa lumière et celle qu'émet une ampoule électrique ?

le seul rapport c'est que dans les 2 cas de l'énergie est émise sous forme de photons... sinon, rien à voir : pas du tout les mêmes processus physiques en jeu.

[invite3710ad34]

Bonjour,

Ici il y a peut-être un vague parallèle avec le champ électro-magnétique: à ma connaissance, un photon ne peut être émis ou absorbé que par des systèmes de charges électriques, ce qui implique qu'avant l'émission du photon il existe un champ électro-magnétique de structure compliqué au sens et autour du système qui émet le photon. La "pression énergétique" peut être une image de ce champ électro-magnétique pré-existant.

Question : Est ce qu'un système relativement simple, comme une antenne de radio, émet des photons qui sont alors capables de traverser des murs opaques ?

[Garion]

Question : Est ce qu'un système relativement simple, comme une antenne de radio, émet des photons qui sont alors capables de traverser des murs opaques ?

Oui la nature de la lumière et des ondes radios est exactement la même, seule la longueur d'onde change. Les émissions radios sont donc bien des photons.

[invite3710ad34]

Bonsoir,

La masse du photon étant nulle, l'énergie nécessaire à lui fournir pour qu'il atteigne 'c' est nulle aussi. La part d'énergie qu'il emporte ne l'est pas sous forme d'énergie cinétique.

De quelle forme d'énergie s'agit-il ?

Je pose cette question parce que je viens de relire tes interventions. Je suis d'accord pour les photons des émssions radio. Il y a quand même une constatation qui me gêne : un photon de faible énergie passe au travers des obstacles opaques, dès qu'il est dans le domaine visible, ou du moins proche, il ne le peut plus. Lorsque son énergie augmente (rayons X ou gamma), il le peut à nouveau. Quelle explication peut on apporter ?

[Garion]

De quelle forme d'énergie s'agit-il ?

On parle dans ce cas d'impulsion du photon.

Je suis d'accord pour les photons des émssions radio. Il y a quand même une constatation qui me gêne : un photon de faible énergie passe au travers des obstacles opaques, dès qu'il est dans le domaine visible, ou du moins proche, il ne le peut plus. Lorsque son énergie augmente (rayons X ou gamma), il le peut à nouveau. Quelle explication peut on apporter ?

Je crois que c'est une question de diffraction, les basses fréquences ont plus de facilité pour contourner un objet car leur longueur d'onde est de l'ordre de grandeur de l'objet. Elles se propagent ainsi mieux.
En revanche, je les rayons X ou gamma traversent réellement la matière.