Le photon

[yohann2008]

Bonjour,
J'ai plein de question a vous posez sur le photon en général voilà ^^
Existe t-il une infinité de longueur d'onde ? est ce qu'un atome peut avoir une longueur d'onde ?
Est ce que le photon au bout de x km parcouru dans le vide peut-il avoir une perte d'énergie (ou l'augmentation du temps de répétion de la fréquence donc qui férait donc une perte d'énergie grâce a cette formule )? Existe t-il une formule qui existe pour calculer
ceci ?
Pourquoi un panneaux solaire ne peut pas obsorber l'énergie de tout les photons ?
Et j'ai vu lors de cette animation (http://www.physique-eea.unicaen.fr/~.../diffusion.swf) que le photon
percutais comme par hazard tout le temps l'électron pourquoi ? Est ce que cela fait pareille en réalité ? Et si le photon percutais l'atome ?
Un photon étant son anti-particule que se passerais t-il si on fait percuter deux photons ensemble ? Que se passerais t-il si on ferait percuter deux
photons d'énergie différente ?
J'ai lu quelque part que dans le vide il y a création de particules et antiparticule virtuelle comment ce manifeste ceci ? pourquoi n'y a t-il donc pas
d'énergie libéré alors ?
La taille de l'univers est défini par la distance parcouru par la vitesse de la lumière donc si le neutrino aurait une vitesse supérieur a la vitesse de la
lumière l'univers pourrait t-il être plus grand ?

Merci d'avance
-----

[invitebe08d051]

Salut,

Existe t-il une infinité de longueur d'onde ?

Théoriquement oui.

est ce qu'un atome peut avoir une longueur d'onde ?

En 1924, De Broglie affirma que toute matière a une nature ondulatoire. Si est l'impulsion, il lui associa la longueur d'onde .

Est ce que le photon au bout de x km parcouru dans le vide peut-il avoir une perte d'énergie (ou l'augmentation du temps de répétion de la fréquence donc qui férait donc une perte d'énergie grâce a cette formule )? Existe t-il une formule qui existe pour calculer
ceci ?

Ta phrase n'est pas clair. L’énergie d'un photon est donnée par .
Et sauf cas particuliers*, il n'a aucune raison qu'il perde de l’énergie.

Pourquoi un panneaux solaire ne peut pas absorber l'énergie de tout les photons ?

Bah...Il absorbe quasiment l’énergie de tous les photons qu'il reçoit.

Et j'ai vu lors de cette animation (http://www.physique-eea.unicaen.fr/~.../diffusion.swf) que le photon percutais comme par hasard tout le temps l'électron pourquoi ? Est ce que cela fait pareille en réalité ? Et si le photon percutais l'atome ?

C'est une vision classique pour comprendre ce qui se passe mais elle a ses limites. Un photon n'a pas de trajectoire.
On parle de la probabilité d'interaction photon-particule. Fais une recherche sur la section efficace.

Un photon étant son anti-particule que se passerais t-il si on fait percuter deux photons ensemble ? Que se passerais t-il si on ferait percuter deux photons d'énergie différente ?

A mon avis, il serait possible d'imaginer des "collisions" photons-photons mais avec une section efficace extrêmement faible. (Ou peut etre à haute énergie....) J'attendrai des avis plus éclairés sur le sujet.

*Par cas particulier, je pense par exemple au redshift qui induit un changement de fréquence et donc d’énergie.

Cordialement

[invite6bb3c929]

J'ai lu quelque part que dans le vide il y a création de particules et antiparticule virtuelle comment ce manifeste ceci ? pourquoi n'y a t-il donc pas
d'énergie libéré alors ?

Il s'agit des fluctuations quantiques du vide dû au principe d’indétermination. Seulement des pairs: particules/antiparticules peuvent être crées dans le cas de l’électron par exemple, pour respecter la conservation de la charge électrique. L'une à une énergie positive et l'autre une énergie négative. Il n'y a pas d'énergie libéré car les deux particules s’annihilent et "s'annule" donc en quelque sorte. Leurs sommes d'énergie est nul il ne peut donc en résulter de l'énergie.

[yohann2008]

En 1924, De Broglie affirma que toute matière a une nature ondulatoire. Si est l'impulsion, il lui associa la longueur d'onde .

Est ce que cette atome vas essayer de ce "désemparer" de cette énergie (comme la désintégration alpha?) ?

Est ce que le photon au bout de x km parcouru dans le vide peut-il avoir une perte d'énergie (ou l'augmentation du temps de répétion de la fréquence donc qui férait donc une perte d'énergie grâce a cette formule )?

Je veux dire par là un photon peut -il perdre de l'énergie au bout par exemple de 100millions d'années lumière parcouru... peut être a cause de l'attraction gravitationnel des astres ?

Pourquoi un panneaux solaire ne peut pas absorber l'énergie de tout les photons ?

Bah...Il absorbe quasiment l’énergie de tous les photons qu'il reçoit.

Je veux dire par là pourquoi un panneau solaire ne peut pas capter tout les photons de différentes longueur d'onde?

Et j'ai vu lors de cette animation (http://www.physique-eea.unicaen.fr/~.../diffusion.swf) que le photon percutais comme par hasard tout le temps l'électron pourquoi ? Est ce que cela fait pareille en réalité ? Et si le photon percutais l'atome ?

C'est une vision classique pour comprendre ce qui se passe mais elle a ses limites. Un photon n'a pas de trajectoire.
On parle de la probabilité d'interaction photon-particule. Fais une recherche sur la section efficace.

J'ai vu la section efficace mais que ce passerais t-il si un photon toucherais un noyau d'atomes

J'ai lu quelque part que dans le vide il y a création de particules et antiparticule virtuelle comment ce manifeste ceci ? pourquoi n'y a t-il donc pas
d'énergie libéré alors ?

Il s'agit des fluctuations quantiques du vide dû au principe d’indétermination. Seulement des pairs: particules/antiparticules peuvent être crées dans le cas de l’électron par exemple, pour respecter la conservation de la charge électrique. L'une à une énergie positive et l'autre une énergie négative. Il n'y a pas d'énergie libéré car les deux particules s’annihilent et "s'annule" donc en quelque sorte. Leurs sommes d'énergie est nul il ne peut donc en résulter de l'énergie.

voici une annihilation d'une antiparticule et sa particule http://scienzapertutti.lnf.infn.it/P...anti4_fra.html

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite7ce6aa19]

Salut,

A mon avis, il serait possible d'imaginer des "collisions" photons-photons mais avec une section efficace extrêmement faible. (Ou peut etre à haute énergie....) J'attendrai des avis plus éclairés sur le sujet.

Oui il y a une interaction entre photons et leurs sections efficaces est ridiculement faible (peut-être inaccessible à toute mesure).

La raison est que le photon est couplé aux champs électrons positons et donc les photons qui n'interagissent pas directement, mais indirectement.

Comme le gap d"excitation électron-positon est très élevé (environ 1Mev) la polarisabilité est très très faible d'où la faible section efficace de collision.

[Mailou75]

Salut,

Existe t-il une infinité de longueur d'onde ?

Comme son nom l'indique c'est une longueur, la Longeur de Planck devrait donc être un minimum.
Et j'aurais tendance à penser que λ < 13,7Gal

Est ce que le photon au bout de x km parcouru dans le vide peut-il avoir une perte d'énergie (ou l'augmentation du temps de répétion de la fréquence donc qui férait donc une perte d'énergie grâce a cette formule )? Existe t-il une formule qui existe pour calculer ceci ?

Comme tu l'as compris l'énergie d'un photon est sa fréquence, l'inverse de sa longeur d'onde.
La théorie du BB et de l'expansion nous dit qu'un "vieux" photon a en effet perdu de l'énergie, sa longueur d'onde s'est étendue avec l'espace.
Cette perte d'énergie est connue par le décalage spectral (redshift) de raies identifiables (matière connue), le fameux Z.

Un photon étant son anti-particule que se passerais t-il si on fait percuter deux photons ensemble ? Que se passerais t-il si on ferait percuter deux photons d'énergie différente ?

Je dirais que tout dépend de leur phase (cf experience de Young), ils peuvent s'additionner, s'annuler... en théorie, non?

Mais j'ai un jour demandé si, compte tenu du nombre de sources dans l'univers, certains photons pouvaient "interférer" et créer des illusions.
Il m'a été répondu non, pas d'images... je te laisse en déduire la probabilité d'un choc entre 2 photons

J'ai lu quelque part que dans le vide il y a création de particules et antiparticule virtuelle comment ce manifeste ceci ? pourquoi n'y a t-il donc pas d'énergie libérée alors ?

L'énergie a été "empruntée" pour la création et instantanément (non mesurable ?) rendue pour l'annihilation. Pas de gain, pas de perte.

La taille de l'univers est défini par la distance parcouru par la vitesse de la lumière donc si le neutrino avait une vitesse supérieur a la vitesse de la lumière l'univers pourrait t-il être plus grand ?

Oui ça pourrait changer la définition de "l'univers particule", mais pour l'instant trop de si...

A+
Mailou
NB: Si qqun me contredis crois le

[Mailou75]

Est ce que cette atome vas essayer de ce "désemparer" de cette énergie (comme la désintégration alpha?) ?

Le seul moyen pour un atome d'accumuler de l'énergie est de se déplacer, ou que des électrons changent (brièvement) de niveau d'énergie.
Mais on admet sinon que contrairement à tout système l'atome ne perds pas d'énergie (j'adhère pas donc je m'étends pas...)

[Zefram Cochrane]

Bonsoir,
Je ne suis pas expert en MQ, mais il me semble qu'il soit impossible de faire percuter deux photons à cause du principe d'incertitude d'Heisenberg
En plus de ce que disait Mailou et qui est juste, je voudrais ajouter deux réactions interessantes.
L'absorption d'un photon gamma de 1022 Kev par un proton engendre un électron et un positron qui se désintègrent en une réaction matière-antimatière en deux photons de 511 Kev
v₁₀₂₂ + P -> P + e^- + e⁺ -> P + 2v₅₁₁

L'absorption d'un photon gamma de 1022 Kev par un neutron lui confère une énergie cinétique soit hv l'énergie du photon gamma en joules:


cordialement,
Zefram

[invite60be3959]

Je ne suis pas expert en MQ, mais il me semble qu'il soit impossible de faire percuter deux photons à cause du principe d'incertitude d'Heisenberg

Si si bien sûr, il faut taper "gamma-gamma physics" pour en savoir plus.

[yohann2008]

Bonjour a tous,
merci d'avoir répondu a mes questions cependant serait - il possible d'obtenir des informations en français concernant l'interaction photon-photon ?

[yohann2008]

Big up pour l'interaction photon-photon !

Et en relisant il met parvenu d'autres questions ,

L'absorption d'un photon gamma de 1022 Kev par un proton engendre un électron et un positron qui se désintègrent en une réaction matière-antimatière en deux photons de 511 Kev
v₁₀₂₂ + P -> P + e^- + e⁺ -> P + 2v₅₁₁

L'absorption d'un photon gamma de 1022 Kev par un neutron lui confère une énergie cinétique soit hv l'énergie du photon gamma en joules:

Est ce que c'est réaction ne se passe que pour c'est niveau d'énergie ?
Est ce qu'un photon gamma absorbé par un neutron peut elle donné un électron et son positron ? et l'absorption d'un photon gamma par un proton peut lui donné une énergie cinétique ? pourquoi ?

Et a t-on des informations concernant l'interaction photon-neutrino ? et neutrino-neutrino ?

[Zefram Cochrane]

Bonsoir,
pour la première réaction je dirai oui parce que 511kev correspond à l'énergie au repos d'un positron ou d'un électron.
pour la seconde question à priori c'est non puisque l'absorption d'un photon gamma confère au neutron de l'énergie cinétique.
Par contre j'ignore comment se comportent les neutrons et les protons s'ils absorbent un photon d'une énergie différente de 1022 kev.
j'ignore si les photons interragissent avec les neutrinos et si c'est seulement possible.
cordialement,
Zefram

[yohann2008]

De l'énergie de masse donc ?
Et lors de la création d'antiparticules électron positron ne devrait elle pas avoir aussi une énergie cinétique ?
Et que ce passerais t-il si un photon inférieur a 1022Kev percutais un proton et pourquoi sur un proton l'énergie d'un photon est transformer en deux antiparticules et sur un neutron en énergie cinétique ? que se passerais t-il si un photon percuterais un noyau d'un atome ??

[Zefram Cochrane]

Bonsoir,
J'imagine que si un proton absorbe un photon supérieur à 1022 Kev, l'électron et le positron doivent avoir une énergie cinétique.
Pour un photon d'énergie inférieure, je me pose exactement la même question que toi.
Pour le comportement différent du neutron, je pense que c'est lié au fait que le proton est constitué de 2 quarks U et d'un D; et de 2 quarks D et d'un U pour le neutron. à confirmer par les pros de la MQ du forum
cordialement,
Zefram

[yohann2008]

UP ffffffffffffffffffffffffffffff ffffff

[doul11]

Bonsoir,

UP quoi ?

[yohann2008]

Pour les questions posées précédemment ( et surtout pour l'interaction photon-photon);

Big up pour l'interaction photon-photon !

Et en relisant il met parvenu d'autres questions ,


Est ce que c'est réaction ne se passe que pour c'est niveau d'énergie ?
Est ce qu'un photon gamma absorbé par un neutron peut elle donné un électron et son positron ? et l'absorption d'un photon gamma par un proton peut lui donné une énergie cinétique ? pourquoi ?

Et a t-on des informations concernant l'interaction photon-neutrino ? et neutrino-neutrino ?

Bonsoir,
pour la première réaction je dirai oui parce que 511kev correspond à l'énergie au repos d'un positron ou d'un électron.
pour la seconde question à priori c'est non puisque l'absorption d'un photon gamma confère au neutron de l'énergie cinétique.
Par contre j'ignore comment se comportent les neutrons et les protons s'ils absorbent un photon d'une énergie différente de 1022 kev.
j'ignore si les photons interragissent avec les neutrinos et si c'est seulement possible.
cordialement,
Zefram

De l'énergie de masse donc ?
Et lors de la création d'antiparticules électron positron ne devrait elle pas avoir aussi une énergie cinétique ?
Et que ce passerais t-il si un photon inférieur a 1022Kev percutais un proton et pourquoi sur un proton l'énergie d'un photon est transformer en deux antiparticules et sur un neutron en énergie cinétique ? que se passerais t-il si un photon percuterais un noyau d'un atome ??

Merci d'avance

[yohann2008]

... gggggggggggggggggggggggggggggg gggggg

[invited9b9018b]

Comme tu l'as compris l'énergie d'un photon est sa fréquence, l'inverse de sa longeur d'onde.
La théorie du BB et de l'expansion nous dit qu'un "vieux" photon a en effet perdu de l'énergie, sa longueur d'onde s'est étendue avec l'espace.
Cette perte d'énergie est connue par le décalage spectral (redshift) de raies identifiables (matière connue), le fameux Z.

donc l'énergie d'un photon dans un endroit de l'espace dépend de la vitesse à laquelle sa source s'éloigne/se rapproche ?

[Mailou75]

donc l'énergie d'un photon dans un endroit de l'espace dépend de la vitesse à laquelle sa source s'éloigne/se rapproche ?

L'énergie du photon à la réception oui ! Le z est le meilleur indicateur de vitesse relative.
Puis la formule de hubble v=h.d (h cste de hubble) te donne la distance d d'une galaxie lors de l'émission.
Ce principe (effet Doppler) est utilisé sans bien d'autres domaines.

[invited9b9018b]

je connais en gros l'effet doppler cependant j'ai du mal à comprendre d'où vient cet écart d'énergie (bien que mathématiquement je puisse l'expliquer)
EDIT : oui en fait il n'y a pas de perte d'énergie, c'est juste une histoire de référentiel...

[Mailou75]

je connais en gros l'effet doppler cependant j'ai du mal à comprendre d'où vient cet écart d'énergie (bien que mathématiquement je puisse l'expliquer)
EDIT : oui en fait il n'y a pas de perte d'énergie, c'est juste une histoire de référentiel...

Exactement !
Suppose qu'un train blanc passe devant toi a graaande vitesse.
Tu le verra arriver bleu et partir rouge, poutant lui ne change pas.
Le conducteur verra bleu devant lui et rouge derrière, le paysage reste vert.
Donc oui ce n'est qu'un indicateur de vitesse relative entre émetteur et récepteur.

[yohann2008]

Bonjour,
Sait-on pourquoi ce décalage vers le rouge (donc perte d'énergie du photon) surtout comment puisque ils n’y a aucun frottement etc.

[Zefram Cochrane]

Bonjour,
Sait-on pourquoi ce décalage vers le rouge (donc perte d'énergie du photon) surtout comment puisque ils n’y a aucun frottement etc.

Bonjour,
la réponse à ta question pour la RR est là

Exactement !
Suppose qu'un train blanc passe devant toi a graaande vitesse.
Tu le verra arriver bleu et partir rouge, poutant lui ne change pas.
Le conducteur verra bleu devant lui et rouge derrière, le paysage reste vert.
Donc oui ce n'est qu'un indicateur de vitesse relative entre émetteur et récepteur.

Pour la RG c'est un peu plus complexe: au cas où C est une constante cosmologique, le photon perd de l'énergie potentielle de gravitation s'il remonte un champ de gravitation (décallage vers le rouge) en acquiert s'il le dessend (décallage vers le bleu)
cordialement,
Zefram

[yohann2008]

Bonjour,
Vous dites que le photon perd de l'énergie potentielle s'il remonte un champ gravitationnel mais en même temps il ne devrait pas en avoir gagner lors de la décente et faire un certain équilibre?
L'énergie potentiel c'est pour moi une énergie fictive celons la position d'un corps par apport a un autre est ce bien cela ? Donc vous me dites qu'un photon a un décalage celons qu'il descend ou qu'il remonte donc pour moi c'est comme dire que l'énergie (E=hv) du photon augmente ou diminue (donc sa longueur d'onde suivant l'augmentation de l'énergie ou sa diminution) mais comment cela est-il possible ?

[Zefram Cochrane]

Je me suis mal exprimé. pardon pour la confusion engendrée.
Dans le cas où la vitesse de la lumière est une constante cosmologique et selon la métrique de Scharzchild.
l'energie totale du photon et E_T = hv + Ep (Ep étant l'énergie potentielle de gravitation.

l'énergie totale E_T du photon se conserve lors de sa translation dans le champ de gravitation;
Ep change dont l'énergie hv change aussi.
cordialement,
Zefram

[Zefram Cochrane]

J'ai aussi quelques questions qui me viennent à l'esprit sur le sujet.
En RR ,
Je suis l'observateur de référence supposé fixe, je braque une lampe sur une voiture munie de miroirs.
Soit X le facteur de Lorentz associé à la vitesse de la voiture
La lampe projette des photons d'énergie E = hv.


Si la voiture s'approche de moi les photons qui me sont réfléchis ont une énergie E = X.hv
Si la voiture s'éloigne de moi les photons qui me sont réféléchis ont une énergie E= hv/X
C'est l'effet doppler classique.

Bon maintenant la lampe est fixée à la voiture et elle est braquée sur moi.
De part la vitesse de la voiture les photons émis par la lampe ont une énergie E= Xhv
Si la voiture s'approche de moi. L'énergie des photons perçus ont une énergie E = X².hv
Si la voiture s'éloigne de moi. L'énergie des photons perçus ont une énergie E= (X.hv)/X = hv

Est-ce que le raisonnement est correct?

[yohann2008]

UP !!!!!!

[yohann2008]

up !!!!!!!!!!!!!!!!!

[invite417be55c]

Pourquoi tous ces ups ?

Bonjour,
Vous dites que le photon perd de l'énergie potentielle s'il remonte un champ gravitationnel mais en même temps il ne devrait pas en avoir gagner lors de la décente et faire un certain équilibre?

Si le photon descend, il gagne de l'énergie potentielle.

L'énergie potentiel c'est pour moi une énergie fictive celons la position d'un corps par apport a un autre est ce bien cela ?

Pourquoi fictive ? Une énergie potentielle dérive d'un champ de force.

Donc vous me dites qu'un photon a un décalage celons qu'il descend ou qu'il remonte donc pour moi c'est comme dire que l'énergie (E=hv) du photon augmente ou diminue (donc sa longueur d'onde suivant l'augmentation de l'énergie ou sa diminution) mais comment cela est-il possible ?

C'est comme une balle, quand tu la lances en l'air son énergie potentielle diminue à mesure qu'elle monte (dont la manifestation se fait par sa vitesse. Pour le photon c'est la même chose (dont la manifestation se fait par sa couleur).