Vitesse de la lumière dans le vide

[invite0177b354]

Je ne trouve pas comment éditer. Juste pour dire over grilled, je n'avais pas vu la page 2
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[invitedaba4692]

Il faut savoir que dans toutes les expériences qui ont été effectuées, on mesure la durée que met un rayon lumineux a traverser un solide
que ce soit de l'eau ou autre chose
en réalité le photon qui rentre n'est pas le même que le photon qui ressort, a chaque interaction avec une particule un photon est réémis qui a son tour va interagir avec
une autre particule et a la sortie on mesure le temps mis pour traverser le milieu et on trouve effectivement un temps plus long que prévu mais en réalité c'est que la lumière parcourt plus de distance quand elle
traverse un élément plus dense.
c'est comme quand un photon se réfléchi dans un miroir , ce nets pas le même photon qui touche le miroir et qui revient vers vous
sinon il faudrait accepter que le photon soit arrêté une fraction de seconde entre le moment ou il touche le miroir et quand il repart ,
ce qui est impossible

Je comprend l'argumentation: les photons absorbees puis re-emis, etc..
Mais comment savons nous que ce n'est pas le meme photon qui est emis puis absorbe puis re-emis? Est-ce qu'il y a un moyen de differentier un photon emis d'un photon absorbee?
En cours, j'ai appris qu'il etait impossible de distinguer les particules elementaires. Est-ce que j'ai mal compris?
Je precise que je me suis arreter a la mechanique quantique et que je n'ai pas fait de cours de Q.E.M (Electromagnetisme quantique en Francais je crois) ni de cours sur la theorie des cordes.

[invité576543]

Mais comment savons nous que ce n'est pas le meme photon qui est emis puis absorbe puis re-emis?

Cela n'a pas vraiment de sens. Une absorption ou une émission de photon c'est une interaction entre des particules comme des électrons et le champ e.m. Pour prendre une image proposée par quelqu'un d'autre, c'est comme les centimes sur un compte en banque : ajouter ou enlever un centime a un sens, mais se demander si c'est le même n'en a pas. Autre exemple si un atome s'ionise en récupérant un électron puis qu'il perd un électron un peu plus tard, la question si c'est le même électron n'a pas de sens.

Pour la transparence, ce qui importe c'est la lumière, pas les photons individuels.

Qui plus est, le champ électro-magnétique à l'intérieur d'un solide est quelque chose de complexe et les photons (quanta de champs) dans ce cas ne se comparent pas simplement avec la transmission dans le vide, il me semble.

En cours, j'ai appris qu'il etait impossible de distinguer les particules elementaires. Est-ce que j'ai mal compris?

Non, voir au-dessus.

Cordialement,

[invite499b16d5]

b) La vitesse d'un photon individuel est c, indépendamment du milieu.

c) La vitesse du phénomène physique appelé lumière dépend du milieu (notion d'indice de réfraction).

voilà bien une chose qui j'ignorais: je croyais naïvement (à vrai dire, honte sur moi, c'est parce que je ne m'étais jamais posé la question) que c'étaient les photons qui ralentissaient dans un milieu matériel.
Alors, quel mécanisme explique que dans ce cas l'onde elle-même va moins vite?
Je me doute que les photons heurtent les atomes, sont absorbés, réémis, etc... Mais dans ce cas, peut-on encore dire que la lumière qui sort d'une vitre est celle qui y est entrée? (notamment comment sa fréquence, sa polarisation, etc... peuvent rester les mêmes si tant d'échanges interviennent en cours de route)
Ou peut-être simplement on n'a affaire dans ce cas qu'à des chocs "élastiques" (c'est le même photon qui entre et ressort). Le ralentissement serait alors uniquement dû à l'angle moyen causé par les chocs? (le rapport de la longueur du zig-zag à l'épaisseur de la vitre)

[invite1083a972]

Mais dans ce cas, peut-on encore dire que la lumière qui sort d'une vitre est celle qui y est entrée?

On peut accepter de dire que c'est la même , si on veut parler de l'information que la lumière (ensemble des photons) transmet ,mais si on on parle du photon lui même non ,
car le photon qui ressort de la vitre ou du miroir ou même du filament qui fait briller une ampoule , est déjà là , et ce déplace déjà a "C" en attendant qu'autre chose prenne sa place .
un photon est un photon que si il va a sa vitesse ,il ne peut pas naitre et ne peut pas démarrer de zéro pour atteindre "C" sinon il faudrait qu'il atteigne sa vitesse instantanément , et ça, ça n'existe pas

(notamment comment sa fréquence, sa polarisation, etc... peuvent rester les mêmes si tant d'échanges interviennent en cours de route)

si on parle d'un seul photon pris individuellement il n'y a plus ni fréquence ni polarisation

[invité576543]

Alors, quel mécanisme explique que dans ce cas l'onde elle-même va moins vite?

Le peu que j'en comprends est que les photons sont des bosons, et l'onde le lumière est liée au comportement d'une collection de bosons.

En d'autres termes, cela renvoie à la physique quantique, et au comportement "grégaire" des bosons.

Dans un matériau transparent, j'imagine que les photons sont réémis "en phase" avec les autres, pour la même raison que dans un laser.

Mais dans ce cas, peut-on encore dire que la lumière qui sort d'une vitre est celle qui y est entrée?

Au sens de l'énergie et de l'information, oui.

(notamment comment sa fréquence, sa polarisation

La polarisation est souvent modifiée.

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Je pense que si on veut vraiment aller au fond des "mécanismes" tels qu'on les comprend actuellement, il faut comprendre le laser, l'holographie, ... Les phénomènes plus "de tous les jours" font juste partie de tout l'ensemble des phénomènes liés à la lumière, et ne peuvent pas avoir de "mécanismes" qui leur sont particuliers.

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PS : As-tu déjà manipulé des cristaux biréfringents (spath)? Difficile à expliquer avec des modèles simples...

Cordialement,

[invite499b16d5]

si on parle d'un seul photon pris individuellement il n'y a plus ni fréquence ni polarisation

ah là je ne suis pas d'accord: un photon tout seul a bien une énergie, et partant, une fréquence qui vaut E/h !
si cela au moins n'est pas vrai, j'abandonne la physique quantique

[invité576543]

ah là je ne suis pas d'accord: un photon tout seul a bien une énergie, et partant, une fréquence qui vaut E/h !
si cela au moins n'est pas vrai, j'abandonne la physique quantique

C'est un peu plus compliqué que cela.

Un photon émis à une énergie (et une fréquence) mesurée dans le référentiel de l'émetteur. Même chose pour une absorption, dans le référentiel du récepteur.

Mais même quand on est capable d'appairer une émission et une absorption, les deux énergies peuvent être distinctes (suffit que l'émetteur et le récepteur ne soient pas immobiles l'un par rapport à l'autre).

Enfin, comme l'énergie d'un photon est une notion relative, parler de l'énergie d'un photon dans l'absolu n'a pas de sens physique. Un photon visible peut très bien être considéré comme un photon gamma par un autre observateur.

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Ceci dit, ce n'est pas vraiment pertinent pour la discussion de la transparence : un photon a bien une énergie bien définie par rapport au milieu qu'il traverse (du moins si ce milieu peut être considéré comme homogène pour la notion de vitesse...).

Cordialement,

[invite499b16d5]

Enfin, comme l'énergie d'un photon est une notion relative, parler de l'énergie d'un photon dans l'absolu n'a pas de sens physique. Un photon visible peut très bien être considéré comme un photon gamma par un autre observateur.

Nous sommes d'accord, l'énergie du photon dépend effectivement de l'observateur. Mais pour chaque observateur, il en a bien une et une seule, ce qui lui détermine bien une fréquence unique dans le référentiel de cet observateur. C'est ce que je voulais dire, afin de lever une ambigüité qui semble répandue: une onde n'a pas besoin d'être considérée comme un phénomène collectif.

[invite499b16d5]

car le photon qui ressort de la vitre ou du miroir ou même du filament qui fait briller une ampoule , est déjà là , et ce déplace déjà a "C" en attendant qu'autre chose prenne sa place .
un photon est un photon que si il va a sa vitesse ,il ne peut pas naitre et ne peut pas démarrer de zéro pour atteindre "C" sinon il faudrait qu'il atteigne sa vitesse instantanément , et ça, ça n'existe pas

cette remarque m'intrigue: qu'est-ce que cette histoire de photon qui est "déjà là" quand il est émis? plus je me pose des questions simples, plus j'ai l'impression de ne rien comprendre! N'est-ce pas l'énergie fournie qui permet au photon de naître? Par exemple, quand deux particules matière/antimatière s'annihilent, le photon gamma émis était-il déjà là avant? à l'état de quoi? de potentialité? de photon de fréquence nulle?
Il me semble qu'il faut bien qu'un photon puisse "commencer à exister", et c'est vrai que le fait qu'il soit instantanément à la vitesse c lui impose une accélération infinie... mais pas aussi infinie que ma déprime s'il s'avère que j'ai encore tout faux

[invité576543]

C'est ce que je voulais dire, afin de lever une ambigüité qui semble répandue: une onde n'a pas besoin d'être considérée comme un phénomène collectif.

Pas si simple (comme d'hab...) Un photon unique est modélisé par la physique quantique comme ayant des caractéristiques ondulatoires (fréquence du moins, la polarisation c'est bien plus discutable). Mais est-ce bien une onde?

Je ne trouve pas idiot de réserver le mot "onde" à un phénomène collectif.

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Autre problème pour un photon unique : le postulat réaliste. Peut-on parler d'énergie ou de polarisation avant qu'elle soit mesurée? Pour la polarisation, la réponse à l'air d'être non...

Cordialement,

[invité576543]

il ne peut pas naitre et ne peut pas démarrer de zéro pour atteindre "C" sinon il faudrait qu'il atteigne sa vitesse instantanément , et ça, ça n'existe pas

Pourquoi pas? S'il nait avec la vitesse c, il n'a pas besoin d'accélérer.

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Sinon, j'ai toujours une difficulté avec la notion d'émission de photon et de vitesse.

Comme déjà proposé, un photon émis est parfaitement localisé au moment de son émission (est-ce correct?). Donc sa quantité de mouvement est totalement indéterminée. Parler d'accélération en l'absence que quantité de mouvement déterminée n'a pas de sens.

Est-ce qu'on peut mélanger n'importe comment des caractéristiques d'une onde plane (vitesse vectorielle, quantité de mouvement, polarisation) et des caractéristiques d'une onde sphérique (point d'émission ou d'absorption)?

Je ne pense pas... Et si la réponse est non, pas mal des questions posées ici n'aurait pas de sens physique!

Cordialement,

[invite376b1ad0]

et pour les micro-ondes c'est grâce aux photons je crois

[invite499b16d5]

Autre problème pour un photon unique : le postulat réaliste. Peut-on parler d'énergie ou de polarisation avant qu'elle soit mesurée? Pour la polarisation, la réponse à l'air d'être non...

plus je réfléchis à la question, plus la "lumière" s'éloigne!
puisque tu évoques le postulat réaliste, je me demande maintenant qu'est-ce que ça veut dire de dire qu'un photon a toujours une vitesse "c", même avant qu'on ne la mesure. Les particules ont-elles ou n'ont-elles pas des propriétés tant qu'on ne les mesure pas? Quand un photon est "émis", cela veut dire quoi? Sa localisation comme tu dis est précise, donc en vertu d'Heisenberg sa quantité de mouvement ne l'est pas, et je suppose que son énergie non plus (d'ailleurs, le fait qu'on connaisse l'instant t où il est émis empêche de lui attribuer une énergie à ce moment précis, sinon, mesure simultanée de quantités conjuguées)
Et puis dans quelle direction part-il? Onde sphérique de probabilité de présence? Si on émet des photons un à un comme dans l'expérience d'Aspect, comment les force-t-on à aller dans une direction bien précise?

[invite1083a972]

cette remarque m'intrigue: qu'est-ce que cette histoire de photon qui est "déjà là" quand il est émis? plus je me pose des questions simples, plus j'ai l'impression de ne rien comprendre! N'est-ce pas l'énergie fournie qui permet au photon de naître? Par exemple, quand deux particules matière/antimatière s'annihilent, le photon gamma émis était-il déjà là avant? à l'état de quoi? de potentialité? de photon de fréquence nulle?
Il me semble qu'il faut bien qu'un photon puisse "commencer à exister", et c'est vrai que le fait qu'il soit instantanément à la vitesse c lui impose une accélération infinie... mais pas aussi infinie que ma déprime s'il s'avère que j'ai encore tout faux

pour comprendre , il faut imaginer un photon comme un camembert constitué , disons de 300 000 particules (nombre pris au hasard)
dans les matières , miroir ,cristal ou autre , il y a des sortes de camemberts auquel il manque au moins une part , et tant qu'un camembert entier ne vient pas a leur rencontres ,ceux ci restent
tranquilles et bien qu'ils tournent déjà a "C" ils sont difficilement détectables ,ils y en a tout autour de nous ,et même si on éteint la lumière ,on ne peut les voir tant qu'ils ne tapent pas notre
rétine ou un capteur.
quand un camembert entier rencontre un camembert auquel il manque une ou des parts , il lui cède la particule manquante et il peut rester tranquille a sont tour .
certaines matières , contiennent une majorité de "photons" auquel il manque très peu de particules et sont très réfléchissantes
alors que d'autres matières contiennent une majorité de "photons" auxquelles il manque un maximum de particules ,et de ce fait il faut une grande quantité énergie pour en tirer une lueur.
je sais que cette histoire de camembert , ca pu un peu,
mais il faut garder a l'esprit que toute la lumière qui est dans l'univers est déjà la depuis le commencement , du début de la création et jusqu'a maintenant il se crée des matières de plus en plus complexe et jamais de moins en moins , cela ne marche que dans un sens.

[invité576543]

Les particules ont-elles ou n'ont-elles pas des propriétés tant qu'on ne les mesure pas?

Bonne question. Mais encore trop précise! Que représente le mot particule?

Amhà, on tombe là sur une sorte de limite du raisonnement réductionniste. Qu'est-ce qu'essayer de "visualiser" ce qu'est un photon unique, ou essayer de le faire entrer dans notre intuition contrainte par notre expérience directe limitée à notre échelle, peut bien amener?

comment les force-t-on à aller dans une direction bien précise?

Suffit de mesurer la direction.

Cordialement,

[mariposa]

ah là je ne suis pas d'accord: un photon tout seul a bien une énergie, et partant, une fréquence qui vaut E/h !
si cela au moins n'est pas vrai, j'abandonne la physique quantique

Bonjour,

Effectivement un photon unique possède une énergie et sa fréquence associée. Cela se voit même dans une expérience de diffraction par trous d'Young ou le photon interfére avec lui-même.

[mariposa]

C'est ce que je voulais dire, afin de lever une ambigüité qui semble répandue: une onde n'a pas besoin d'être considérée comme un phénomène collectif.

Rebonjour,

Il est vrai qu'un photon unique possède une fréquence.

Par contre une onde électromagnétique classique de fréquence f ne se déduit pas simplement comme une accumulation de N photons de fréquence f. Un état à N photons represente un champ électromagnétique strictement nul (bien entendu cela n'a rien d'évident).


En fait une onde classique c'est une superposition d'état de n photons avec n variables. Grosso-modo

|onde classique> = Sigma A(n).|n>

c'est ce que l'on appelle un état cohérent de Glaubert.

[invite499b16d5]

1/ on tombe là sur une sorte de limite du raisonnement réductionniste. Qu'est-ce qu'essayer de "visualiser" ce qu'est un photon unique, ou essayer de le faire entrer dans notre intuition contrainte par notre expérience directe limitée à notre échelle, peut bien amener?

2/ Suffit de mesurer la direction.

bonjour,
pour le 1/ (je n'ai toujours pas compris comment multi-citer...) je réponds que je dois avoir un instinct de physicien irréductible, j'ai besoin de "voir" ce dont je parle....

pour le 2/
tu veux dire grâce au fait qu'ils atteignent les détecteurs? mais alors, est-ce que ça veut dire qu'il faut émettre des trilliards de photons pour en détecter une petite dizaine? J'avais cru comprendre que la cascade atomique utilisée par Aspect, par exemple, n'en produisait qu'un nombre raisonnable, et je crpyais qu'on pouvait par construction les faire aller tous dans le sens voulu.
Là encore, ce n'est que le montage expérimental qui permet de donner des directions aux rares photons qui voudront bien prendre celle des polariseurs? Et comment fait-on pour en plus les faire partir par paires dans 2 directions opposées?

[invite499b16d5]

c'est ce que l'on appelle un état cohérent de Glaubert.

Bonjour,
me voilà absolument "soufflé"... même Wiki ne parle pas de ce genre de bestiau ! Sinon, merci de m'avoir quand même (un petit peu) rassuré!

[invite499b16d5]

certaines matières , contiennent une majorité de "photons" auquel il manque très peu de particules et sont très réfléchissantes
alors que d'autres matières contiennent une majorité de "photons" auxquelles il manque un maximum de particules ,et de ce fait il faut une grande quantité énergie pour en tirer une lueur.

bonjour,
cette histoire de photons "latents" composés de particules est-elle une allégorie mathématique? j'ai déjà du mal avec les photons "normaux", ceux qu'on voit ou qu'on détecte....

[mariposa]

Bonjour,
me voilà absolument "soufflé"... même Wiki ne parle pas de ce genre de bestiau ! Sinon, merci de m'avoir quand même (un petit peu) rassuré!

En fait cet article existe:

http://en.wikipedia.org/wiki/Coherent_state

[invité576543]

tu veux dire grâce au fait qu'ils atteignent les détecteurs?

Oui.

mais alors, est-ce que ça veut dire qu'il faut émettre des trilliards de photons pour en détecter une petite dizaine?

Peut-être pas tant que ça!

Et comment fait-on pour en plus les faire partir par paires dans 2 directions opposées?

Ça c'est automatique, c'est une propriété des paires intriquées.

Cordialement,

[invite499b16d5]

[QUOTE=Michel (mmy);2206352
Ça c'est automatique, c'est une propriété des paires intriquées.
[/QUOTE]

oui, bien sûr, conservation de la quantité de mouvement
mais pour ce qui est des détections: si la violation des inégalités de Bell n'est vérifiée que pour les paires qui sont parties dans la bonne direction, est-ce que ça n'affaiblit pas la valeur de l'expérience? on leur impose d'une certaine façon quelque chose, à ces paires là, si je comprends bien
merci de m'éclairer même si c'est idiot

[invité576543]

si la violation des inégalités de Bell n'est vérifiée que pour les paires qui sont parties dans la bonne direction, est-ce que ça n'affaiblit pas la valeur de l'expérience? on leur impose d'une certaine façon quelque chose, à ces paires là, si je comprends bien

"Bonne direction" à quel sens? "Vers les détecteurs" ne paraît pas une contrainte si on peut placer les détecteurs où on veut en fonction de toute orientation (genre Terre, Soleil, etc.), non?

J'imagine que toutes les expériences sont faites pour éliminer toute corrélation avec une direction particulière par rapport aux objets extérieurs à l'expérience.

Cordialement,

[invite499b16d5]

"Bonne direction" à quel sens? "Vers les détecteurs" ne paraît pas une contrainte si on peut placer les détecteurs où on veut en fonction de toute orientation (genre Terre, Soleil, etc.), non?

je voulais dire que si des milliards de paires non mesurées partent dans tous les autres sens, on ne peut pas dire que celles-ci violent quoi que ce soit

J'imagine que toutes les expériences sont faites pour éliminer toute corrélation avec une direction particulière par rapport aux objets extérieurs à l'expérience.

je ne doute pas une seconde que les physiciens savent ce qu'ils font; parfois c'est juste un peu difficile à comprendre...
Bonnée soirée

[inviteaef12087]

Bonjour à tous,
Je suis nouveau sur ce forum mais aussi dans cette science que j'étudie avec toutes sortes de bouquins sur l'astrophysique et physique des particules. J'aimerai poser ma première question au sujet de la vitesse et le mur de la lumière. En considérant qu'il existe dans la nature le contraire de tout, (matière et anti-matière, electron et positon etc...), et en considérant aussi que le photon possède une masse quasi nulle, serait il délirant que d'imaginer une particule de masse négative??? Dans un tel cas le mur de la lumière devient franchissable.
Merci pour vos reponses
A bientôt

[invite499b16d5]

Bonjour à tous,
Je suis nouveau sur ce forum mais aussi dans cette science que j'étudie avec toutes sortes de bouquins sur l'astrophysique et physique des particules. J'aimerai poser ma première question au sujet de la vitesse et le mur de la lumière. En considérant qu'il existe dans la nature le contraire de tout, (matière et anti-matière, electron et positon etc...), et en considérant aussi que le photon possède une masse quasi nulle, serait il délirant que d'imaginer une particule de masse négative??? Dans un tel cas le mur de la lumière devient franchissable.
Merci pour vos reponses
A bientôt

bonjour et bienvenue sur FS
peut-être ceci sera-t-il une réponse:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Tachyon