trajet d'un photon

[invite95355625]

Bonjour,
Il est constamment question, dans les traités de physique, qu'il s'agisse de cosmologie ou de physique quantique, de "trajet" de l'onde électromagnétique, de trajet de la lumière, quoi.
Or, la lumière n'est identifiée que par une émission, ou par une réception, principalement par les changements d'état de l'électron l'émettant ou celui la recevant. (faisons abstraction ici des autres nombreux cas d'échange de l'onde ).

Un point d'émission est identifié, une réception peut y être associée. En géométrie, mathématique donc, deux points suffisent à définir une ligne, qui par extension, pourra y être tracée.

Par contre, en physique, le constat est primordial. Extrapoler alors une ligne à partir de deux points semble être abusif.
Le constat du parcours intermédiaire n'a pas lieu. Ce parcours est juste extrapolé, envisagé.
Mais absolument tous les cours de physique ou les interventions destinés à vulgarisation traitent de ce parcours.
Evidemment, ce chemin n'existe pas dans les équations ou développements. Alors pourquoi est-il mis en avant ?
Devant nous tout petits, il peut paraître plus aisé de présenter l'émission et la réception du photon comme le départ suivi de l'arrivée d'un voyage en voiture, par exemple. Mais dans ce cas, la voiture peut être constatée comme voyageant, à chaque seconde, il est possible de dépeindre son état, par exemple ici elle roule à 100, et là, elle s''est arrêtée pour prendre du carburant. Le voyage de la voiture pourra être illustré à chaque moment.
Dans le cas du photon, ou de l'onde électromagnétique, seuls les états d'émission et de réception sont descriptibles, alors de quel autorité peut-on se permettre de prétendre qu'il existe quoi que ce soit (de nature de durée ou d'espace) entre les deux?
Merci
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[Deedee81]

Salut,

Il est constamment question, dans les traités de physique, qu'il s'agisse de cosmologie ou de physique quantique, de "trajet" de l'onde électromagnétique, de trajet de la lumière, quoi.
Or, la lumière n'est identifiée que par une émission, ou par une réception, principalement par les changements d'état de l'électron l'émettant ou celui la recevant. (faisons abstraction ici des autres nombreux cas d'échange de l'onde ).

Un point d'émission est identifié, une réception peut y être associée. En géométrie, mathématique donc, deux points suffisent à définir une ligne, qui par extension, pourra y être tracée.

Par contre, en physique, le constat est primordial. Extrapoler alors une ligne à partir de deux points semble être abusif.
Le constat du parcours intermédiaire n'a pas lieu. Ce parcours est juste extrapolé, envisagé.
Mais absolument tous les cours de physique ou les interventions destinés à vulgarisation traitent de ce parcours.
Evidemment, ce chemin n'existe pas dans les équations ou développements. Alors pourquoi est-il mis en avant ?

C'est ce qu'on appelle l'approximation géométrique, qui est valable tant que les dimensions caractéristiques du système (objets, courbure de l'espace-temps) sont petits devant la longueur d'onde. Et c'est mis en avant parce que c'est..... beaucoup plus simple !!!! On ne s'amuse pas à se compliquer la vie si on peut l'éviter. Voir : https://fr.wikipedia.org/wiki/Optiqu...om%C3%A9trique

Evidemment dans tout bon bouquin (quand on parle de relativité générale, par exemple, c'est bel et bien abordé dans le livre Gravitation de MTW) on vérifie su l'approximation est valable et éventuellement on passe à l'optique ondulatoire. Par exemple, la déviation des rayons lumineux par une étoile peut se faire avec l'optique ondulatoire, c'est plutôt compliqué mais abordable.

Attention, parler de photon ne change rien. Un photon n'est pas un petit truc ponctuel et bien localisé comme un corpuscule. C'est un truc machin quantique. Il est plus proche d'une onde que d'un corpuscule !!!! (avec quelques aspects quantiques en plus, surtout si on a plusieurs photons, ce qui donc au contraire complique encore les choses). Un photon peut très bien être dans un état "onde sphérique" ou "onde plane" (mais le plus souvent il est dans un état de type "paquets d'onde" pour la durée et onde plane collimatée pour la partie spatiale)

Donc :
- Si tu veux faire simple, si possible : optique géométrique
- Si tu n'as pas le choix, beaucoup plus compliqué (trigono, intégrales équations différentielles) : optique ondulatoire
- Si tu n'as VRAIMENT pas le choix, encore plus complexe : photons

Sur ton dernier point :

Dans le cas du photon, ou de l'onde électromagnétique, seuls les états d'émission et de réception sont descriptibles, alors de quel autorité peut-on se permettre de prétendre qu'il existe quoi que ce soit (de nature de durée ou d'espace) entre les deux?

Pas besoin d'une autorité. Le fait est qu'on s'en tape. On est en physique ici (ou astrophysique). Ce qui se passe "réellement" entre l'émission et la réception, c'est pour les philosophes. Non, mais franchement, si on ne sait pas le mesurer (sinon il risque de ne pas arriver à destination le photon ) : comment on pourrait le savoir ? Et quelle importance alors ?

Ce qu'on fait alors en physique, c'est construire un modèle mathématique, qui marche (qui donne les bons résultats pour toutes les expériences possibles qu'on peut réaliser). Et pour le reste on parle "comme si" cela se propageait en ligne droite, en ondes, en photons ou que sais-je encore. Et le reste on s'en tape (ou on va dans un forum de philosophie, de métaphysique ou au comptoir du coin.... ce que j'accepte si c'est pour servir un verre (*) Mais pas ici évidemment)

(*) de bière, malgré ton pseudo, j'aime pas le vin

[Archi3]

Bonjour,
Il est constamment question, dans les traités de physique, qu'il s'agisse de cosmologie ou de physique quantique, de "trajet" de l'onde électromagnétique, de trajet de la lumière, quoi.
Or, la lumière n'est identifiée que par une émission, ou par une réception, principalement par les changements d'état de l'électron l'émettant ou celui la recevant. (faisons abstraction ici des autres nombreux cas d'échange de l'onde ). i

c'est même pire que ça . En fait il n'y a que la réception dont tu es sur. Tu ne mesures jamais l'émission , il n'y a pas de cas où tu puisses dire 'j'ai mesuré l'émission d'un photon mais pas de réception". L'émission est déduite de la réception (éventuellement d'un photon "corrélé") , et de la supposition que la lumière va en ligne droite à c, mais ce n'est pas individuellement prouvé (même si tu arrives à contraindre le temps d'émission par exemple en ouvrant une source un bref instant, rien ne te prouve que le photon n'a pas zigzagué sur une trajectoire bien plus longue en allant bien plus vite que c !!). Simplement cette supposition est cohérente avec toutes les mesures faites et c'est l'hypothèse la plus simple qu'on puisse avoir pour expliquer toutes les propriétés de la lumière (avec ce qu'explique Deedee, ce n'est pas en fait la "position" d'une particule bien localisée mais , en optique classique, la perpendiculaire à un front d'onde, comme une vague qui se "propage", ou en mécanique quantique, la vitesse associée à un "propagateur").

[Deedee81]

L'émission est déduite de la réception (éventuellement d'un photon "corrélé")

Ou de l'état du système avant et après émission, mais ça ne change pas grand chose (ça reste de la déduction), tu as raison.

la vitesse associée à un "propagateur").

Tu parles de ça ? https://fr.wikipedia.org/wiki/Fonction_de_Green

C'est un bon exemple car ça montre bien combien la modélisation correcte est loin d'être un jeu d'enfant. C'est fort technique.

Même en théorie quantique des champs le photon n'est pas le truc le plus facile (vive les particules scalaires massives )

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

Bjr à tous,
Va tout droit le photon ??
Et que ce passe t il s'il est réfléchi par qq chose! (ha, changerait t il de parcours?)
En Radioélectricuté ( OEM ) bien souvent il y a des réflections ( ignorées) !
Entre autre "réflection sur l'ionosphére " et ...bien d'autres
Bonne journée

[Deedee81]

Va tout droit le photon ??

Ca dépend de ce qu'il a bu

[Deedee81]

Réponse sérieuse.

Un photon est comme n'importe quoi, tant qu'on lui fout la paix il va tout droit. Ou plus généralement il suit une géodésique (par exemple avec la déviation par le Soleil).
Mais c'est aussi plus compliqué qu'un simple corpuscule car il faut tenir compte de tous les chemins possibles (superpositions quantiques, méthode des intégrales de chemin).
Ou faire le calcul comme pour une onde (tant que les aspects quantiques ne viennent pas nous emmerder).

[invite95355625]

Bonjour,

Réponse sérieuse.

Un photon est comme n'importe quoi, tant qu'on lui fout la paix il va tout droit.

C'était là, justement, mon interrogation, pas comment il va, c'est-à-dire qu'il suit un chemin, mais au contraire, s'il n'est descriptible que lorsqu'un électron voit son énergie augmenter, alors il n'y a pas de cheminement, et aller tout droit signifie une ligne tracée de nombreux points successifs, et un point lors du constat de réception reste un point, pas plusieurs successifs...

Ou plus généralement il suit une géodésique (par exemple avec la déviation par le Soleil).

Ok, mais nous sommes ici toujours dans la même problématique : une géodésique est une ligne, dans le cas du photon, cette ligne est augurée, mais pas constatée. Seule, as-tu validé, est constatée la réception.

Non, mais franchement, si on ne sait pas le mesurer (sinon il risque de ne pas arriver à destination le photon ) : comment on pourrait le savoir ?

Par ce "mais franchement", j'espère me tromper à y voir une tentative de ridiculisation.

Ma question était simple et sûrement imbécile.
La physique est basée sur des constats, et le constat de ce "chemin" n'est pas établi.

Et quelle importance alors ?

Pour les esprits médiocres tels que le mien, il est important de montrer les constats physiques.

Et le reste on s'en tape (ou on va dans un forum de philosophie, de métaphysique ou au comptoir du coin.... ce que j'accepte si c'est pour servir un verre (*) Mais pas ici évidemment)

Je ne sais qui est "on", mais celui-ci s'en tapant, en effet, je vais suivre votre proposition à aller quémander ailleurs.

(*) de bière, malgré ton pseudo, j'aime pas le vin

Mon pseudo n'a rien à voir avec le vin, ni avec quelque alcool. Pinard est mon surnom, repris en pseudo. Veux-tu voir que si tu fais abstraction du suffixe, ce surnom est issu d'une valeur bien plus épicurienne que celle que tu avais imaginée...

[mach3]

Un point à préciser, c'est qu'un rayon lumineux, fait d'un nombre très élevés de photon, possède bien une trajectoire rectiligne que l'on peut aisément mettre en évidence dans la vie de tous les jours. Il suffit d'un peu de poussières ou de fumée sur le trajet et cette trajectoire rectiligne est révélée à nos yeux, certes au dépend du rayon qui perd une petite fraction de ses photons ainsi diffusés.
C'est ce qui rend raisonnable de supposer que les photons uniques se propagent eux-aussi en ligne droite.

m@ch3

[Deedee81]

SAlut,

Ma question était simple et sûrement imbécile.

Oh que non, et tes remarques dans ce message montrent bien la difficulté (et là raison pour laquelle je disais :
- optique géométrique : assez facile
- optique ondulatoire : trigonométrie, intégrales, équations différentielles : dur dur
- photon : encore pire !!!!!
)

La difficulté est liée à la mécanique quantique. Le photon est un objet intrinsèquement quantique. C'est ardu. Il faut d'abord maîtriser, et vraiment bien maîtriser la mécanique quantique. C'est pas si simple même au niveau vulgarisé tellement c'est vaste. Ensuite vient l'électromagnétisme (on peut pas parler du photon sans parler de ça), bon là on trouve des choses assez potables et abordables. Puis la théorie quantique des champs ou plus restreint l'électrodynamique quantique relativiste. Très ardu aussi mais au moins pour comprendre il ne faut que le début.

Donc je conseille :
https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9canique_quantique
et absolument une bonne partie des liens indiqué au bas de la page
https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89...agn%C3%A9tisme
Un peu technique mais la vulgarisation est facile à trouver

Une fois que tu connaitras ça sur le bout des doigts (pas nécessairement au niveau technique bien que ça aiderait évidemment), là, et là seulement tu pourras te poser la question "mais qu'est-ce qu'il fait ce photon ?"

Même à un niveau vulgarisé, la physique s'apprend par étape, un pas après l'autre

Mon pseudo n'a rien à voir avec le vin, ni avec quelque alcool. Pinard est mon surnom, repris en pseudo. Veux-tu voir que si tu fais abstraction du suffixe, ce surnom est issu d'une valeur bien plus épicurienne que celle que tu avais imaginée...

Ah d'accord Désolé