Le Photon peut-il être emprisonneé?

[Lord Predator]

Bonsoir a tous,

Je souhaiterais savoir s'il était possible d'emprisonné des centaine de milliards de photons dans une pièce, est lui permettre d'être a jamais illuminés.

La réponses évidente me paraît être non ...
Probablement parce qu'un photon, sa se déplace très vite !
Est qu'il faudrait alors que celui-ci soit a jamais rebondis par les murs ou je ne sais quoi.
Mais alors, ou disparait le photon dans ma chambre ? dans les murs ?
Comment se fait-il qu'un miroir renvoie les photons ?
Est si finalement les parois de ma chambre n'était que des miroirs ?
Sa ferait mal aux yeux je n'en doute pas ...

Autant de question, avis aux courageux et aux téméraires !

Cordialement,
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[Weensie]

Alors en effet on peut emprisonner des photons dansune pièce constituee de miroirs , en ce qui concerne les propriétés réfléchissantes d un miroir je crois que c'est sa composition chimique qui les détermine

[invité576543]

Je souhaiterais savoir s'il était possible d'emprisonné des centaine de milliards de photons dans une pièce, est lui permettre d'être a jamais illuminés.

Des photons particuliers, non. Mais un champ électromagnétique d'une composition constante en photons, oui.

La réponses évidente me paraît être non ...

N'importe quelle cavité fermée et de température constante le fait pourtant.

Mais alors, ou disparait le photon dans ma chambre ? dans les murs ?

Oui. Tout photon disparaît dans le mur (ou avant). Mais il peut arriver qu'un autre photon de même énergie soit immédiatement réémis, ce qui fait que le décompte de photons est inchangé.

L'équilibre entre absorptions et réémission existe pour certaines énergies, selon la température. Si tu maintiens la cavité à 5800 K, c'est pour la lumière visible. Tant qu'elle est à cette température, elle reste illuminée. Mais y entrer pour vérifier peut faire courir un risque...

Réciproquement, à température courante, 300 K, l'équilibre est pour des photons infrarouges. "Illuminée" à un certain sens, mais sans intérêt à nos yeux.

Pour les énergies de photon supérieures à celles d'équilibre (comme le visible dans une cavité à température de 300 K), une partie non nulle d'entre eux n'est pas réémis à la même énergie, mais à celle correspondant à la température.Il y a donc perte petit à petit, et diminution de la quantité de ces photons.

Comment se fait-il qu'un miroir renvoie les photons ?

Question très compliquée. Les explications de Feynman sont celles que j'ai trouvées les plus satisfaisantes. (Voir ses ouvrages de vulgarisation sur la lumière...)

Est si finalement les parois de ma chambre n'était que des miroirs ?
Sa ferait mal aux yeux je n'en doute pas ...

Les miroirs ne changent pas le fond de ce que j'ai écrit au-dessus. Simplement, pour le visible à température courante, la perte à chaque rebond est faible avec un miroir; faible mais toujours pas nulle. Au lieu de durer quelques nanosecondes, la lumière va mettre peut-être des dizaines de fois plus longtemps à disparaître

Cordialement,

[philname]

JE me suis posé la même question il y a quelque temps !

On m'a répondu qu'il n'existait pas une réflection 100% parfaite, et que les photons finissaient par être absorbés par la matière.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Weensie]

Oui, car il y a toujours une dissipation de l'énergie dans la mesure ou les atomes absorbent les photons .

[invité576543]

Oui, car il y a toujours une dissipation de l'énergie dans la mesure ou les atomes absorbent les photons .

Non. Certes les atomes absorbent des photons, mais ils peuvent en réémettre autant (plus même). C'est ce qu'il se passe à l'équilibre thermique.

Plus exactement, pour répéter, les photons "thermiques" sont à l'équilibre : pas de dissipation. Les photons plus énergétiques sont tôt ou tard "thermalisés", et on peut voir cela comme une "dissipation" de l'énergie.

Cordialement,

[Lord Predator]

Des photons particuliers, non. Mais un champ électromagnétique d'une composition constante en photons, oui.

Heu, tu sais que mes connaissances en physique sont dérisoires, et j'avoue avoir du mal a comprendre.
Cet chambre pourrait-elle, être éclairé a jamais ?

Cordialement,

[invité576543]

Cet chambre pourrait-elle, être éclairé a jamais ?

Si par "éclairé" tu parles de lumière visible, c'est non à température usuelle (+20° C par exemple) et oui à 5800 K. C'est température agréable ou éclairage.

Cordialement,

[f6bes]

Heu, tu sais que mes connaissances en physique sont dérisoires, et j'avoue avoir du mal a comprendre.
Cet chambre pourrait-elle, être éclairé a jamais ?

Cordialement,

Bjr Lord prédator,
Toujours pareil ,que veut dire pour toi "éclairé".
Pour etre "éclairé" faut que le photon finisse sa vie au fond de ton oeil.
En dehors de cela tu ne vois aucun photon.
Le photon qui n'arrive pas dans ton oeil , tu ne le vois pas .
L'espace est parcouru par des milliards de photons, s'ils passent devant, à coté de toi, niet tu ne les vois pas !Et pourtant cela doit se croiser dans tous les sens !
Bien sur , on cause dans le "visible".Les autres c'est meme pas la peine d'en parler !
A+

[predigny]

...
Pour etre "éclairé" faut que le photon finisse sa vie au fond de ton oeil.
En dehors de cela tu ne vois aucun photon.
...

Pour l'oeil c'est clair : "un oeil noir te regarde" ; noir, donc le photon est absobé, mais la détection d'un photon exige-t-elle toujours sa disparition ? Peut on détecter un photon en ne lui faisant subir qu'un simple déphasage par exemple, sans modifier son énergie ?

[JPL]

Pour la détection d'un photon il faut transférer son énergie à un récepteur.

[predigny]

Pour la détection d'un photon il faut transférer son énergie à un récepteur.

Ca ne me parrait pas du tout évident. On sait observer un atome sans être obligé de le détruire. Pour le photon ça doit dépendre de ce que l'on cherche à savoir sur lui et de comment on opère.

[mach3]

Ca ne me parrait pas du tout évident. On sait observer un atome sans être obligé de le détruire. Pour le photon ça doit dépendre de ce que l'on cherche à savoir sur lui et de comment on opère.

j'avais lu un truc sur une expérience qui permettait de savoir si il y avait ou non un photon piégé dans une cavité sans détruire le photon, mais c'est un cas hyperparticulier.

Toujours pareil ,que veut dire pour toi "éclairé".
Pour etre "éclairé" faut que le photon finisse sa vie au fond de ton oeil.

#### Supprimé : réponse à un message supprimé devenue sans objet.
JPL, modérateur

m@ch3

[invitedf736170]

Bjr tout le monde,
c'est une question tres interessante et je crois que c'est possible juste avec des miroirs qui atteignent aujourdhui 99% en taux de réflexion.D'ailleurs les lasers arrivent a emprisonner des photons.Cependant le souci majeur est bien sur le milieu .Si ce milieu est un gaz homogéne il n'y a pas de probléme mais dans l'air sa va étre tres compliqué.

[invitedf736170]

Pour la réflexion par un miroir j'ai trouvé un topic sur le site voivi le lien http://forums.futura-sciences.com/thread7998.html
La réponse de karibou blanc est tres satisfaisante a mon avis.
ciao

[PaulHuxe]

Bjr tout le monde,
c'est une question tres interessante et je crois que c'est possible juste avec des miroirs qui atteignent aujourdhui 99% en taux de réflexion.D'ailleurs les lasers arrivent a emprisonner des photons.Cependant le souci majeur est bien sur le milieu .Si ce milieu est un gaz homogéne il n'y a pas de probléme mais dans l'air sa va étre tres compliqué.

Imagine deux miroirs distants de 2 m. En 1 seconde, un photon aura le temps d'être réfléchi grosso modo 100 millions de fois (pas 150, car tous les photons ne sont pas perpendiculaires aux miroirs, il y a donc plus de chemin à parcourir).
Ton énergie dans la pièce au bout d'une seconde est de 0,99^100000000 l'énergie initiale.
Je n'ai pas de calculatrice assez puissante sous la main, et mon Excel arrondit à zéro...Je te laisse tirer tes conclusions.

Avec un miroir à 99,9999% de réflexion, je trouve à peu près 10^-44...

[predigny]

On sait faire des milieux (condensats) où la lumière ne se propage qu'à quelques mètres par seconde et des miroirs ayant 99,99% de taux de réflexion. On est pas loin du "piège à photon". Et puis à partir de quelle durée d'emprisonnement peut-on dire que le photon est piégé ? et que faire avec ce photon piégé ?

[Weensie]

Et puis à partir de quelle durée d'emprisonnement peut-on dire que le photon est piégé ?

Quand la durée observée est supérieure à la donnée probabiliste ?

[invitedf736170]

Imagine deux miroirs distants de 2 m. En 1 seconde, un photon aura le temps d'être réfléchi grosso modo 100 millions de fois (pas 150, car tous les photons ne sont pas perpendiculaires aux miroirs, il y a donc plus de chemin à parcourir).
Ton énergie dans la pièce au bout d'une seconde est de 0,99^100000000 l'énergie initiale.
Je n'ai pas de calculatrice assez puissante sous la main, et mon Excel arrondit à zéro...Je te laisse tirer tes conclusions.

Avec un miroir à 99,9999% de réflexion, je trouve à peu près 10^-44...

Bjr,
J'ai pas vraiment compris ton raisonnement .Pourquoi l'enegie restante est de 0.99^100000000? (est ce que ^ = exposant??????)

Pour estimer l'énergie restante au bout d'une seconde il faudrait faire intervenir le flux total de photons et ce ne pourrait étre qu'une estimation statistique.

En fait nous avons un serieu probléme là dans notre discussion parce que un photon ne peut pas étre réfléchi à 99%,il est réfléchi ou absorbé.Il me parait logique de dire que 99% des photons incidents sont réfléchis (a véifier).
Ceci étant il me semble préférable de considérer la lumiére comme une onde et dans ce cas le calcul donnerait bien sur autre chose.

Et pour finir si le milieu est homogéne comme je l'ai dit plus haut on ne risque pas de perdre des photons le nombre de photons va certainement augmenter a coup d'émission stimulée.

Donc encore une fois l'air est le principal obstacle.

[JPL]

Et pour finir si le milieu est homogéne comme je l'ai dit plus haut on ne risque pas de perdre des photons le nombre de photons va certainement augmenter a coup d'émission stimulée.

Pour qu'il augmente il faut apporter de l'énergie. Mais ce n'est pas le sujet de cette discussion.

[Garion]

Un photon de haute énergie ne peut pas une fois absorbé et réémis ressortir sous forme de 2 photons de plus basses énergies ?

D'autre part, personne n'a l'air de parler du fait qu'une partie de l'énergie fuira toujours vers l'extérieur de la pièce à travers les parois et que la quantité d'énergie contenu dans la pièce diminuera (pour peu que la pièce soit dans un milieu moins énergétique que ce qu'elle contient).

[Lord Predator]

Ce que voulais dire JPL, c'est que selon les principes de la Thermodynamique, une énergie dans un milieux fermé ne peut augmenter ni diminuer, bon il faudrait aussi y inclure la matiére dans un tel raisonnement

Pour qu'il augmente il faut apporter de l'énergie. Mais ce n'est pas le sujet de cette discussion.

Je te propose d'aller voir une autre discussion en rapport a ce que JPL a dis, une des miennes, mais il doit y en avoir d'autres.

Encore et toujours la conservation de l'énergie ...

Cordialement,

[PaulHuxe]

Bjr,
J'ai pas vraiment compris ton raisonnement .Pourquoi l'enegie restante est de 0.99^100000000? (est ce que ^ = exposant??????)

Pour estimer l'énergie restante au bout d'une seconde il faudrait faire intervenir le flux total de photons et ce ne pourrait étre qu'une estimation statistique.

En fait nous avons un serieu probléme là dans notre discussion parce que un photon ne peut pas étre réfléchi à 99%,il est réfléchi ou absorbé.Il me parait logique de dire que 99% des photons incidents sont réfléchis (a véifier).
Ceci étant il me semble préférable de considérer la lumiére comme une onde et dans ce cas le calcul donnerait bien sur autre chose.

Et pour finir si le milieu est homogéne comme je l'ai dit plus haut on ne risque pas de perdre des photons le nombre de photons va certainement augmenter a coup d'émission stimulée.

Donc encore une fois l'air est le principal obstacle.

j'ai été un peu vite.

un photon a 99% de chances d'être réfléchi.
Donc, sur un flux de photons, avec un très grand nombre de photons, 99% des photons sont réfléchis après une réflexion sur le miroir.

Après deux passages sur les miroirs, il reste donc 99% x 99% des photons, soit une fraction de 0,99² des photons initiaux.
Après une seconde et cent milions de réflexions en moyenne on arrive sur mon résultat.

[invitedf736170]

en effet si les photons se déplacent à une vitesse voisine de c dans la piéce ils ne survivront pas a toutes ces réflection.On pourrait peut étre envisager un milieu condensat ou les photons vont tres lentement comme le dit predigny mais un tel flux de photons ne pourrait pas impressionner l'oeil et on y verrait rien.
Il faudrait trouver autre chose que des miroirs!!!!

[invitedf736170]

oui tu as raison JPL;Il faudarait une source extérieure.

[inviteb912f37f]

Pourtant il me semblait que la vitesse des photons était constante, ainsi pour les "ralentir" on les fait se reflecter.

[JPL]

Oui, mais dans un milieu autre que le vide tout se passe comme s'ils étaient constamment absorbés et re-émis par les atomes.

[Lord Predator]

Avec les 2 remarques précédentes, je me posés la question, comment se fait-il qu'un photon sous toujours a la vitesse C ?
Atteint-il sa vitesse même a 10^-44 seconde ? (je crois le plus bas temps mesurable de l'univers)
Qu'est qui fait que le photon va a cet vitesse spécifiquement, vous allez me dire, la vitesse de la lumiére ^^ mais qui a "décrétés" que le photon irait a C et a rien d'autres ?

Cordialement,

[invité576543]

comment se fait-il qu'un photon sous toujours a la vitesse C ?
Atteint-il sa vitesse même a 10^-44 seconde ? (je crois le plus bas temps mesurable de l'univers)

Ca a déjà été discuté dans je ne sais combien de fils de discussion rien que sur FS!

La réponse est "quand le photon est il va à c". Avant "il n'est pas", et la question de la vitesse de quelque chose qui n'existe pas ne se pose pas.

C'est peut-être plus facile à comprendre avec le modèle consistant à présenter le photon comme une perturbation du champ électro-magnétique, et l'idée que le mouvement est le caractère essentiel de cette perturbation.

Qu'est qui fait que le photon va a cet vitesse spécifiquement, vous allez me dire, la vitesse de la lumiére ^^ mais qui a "décrétés" que le photon irait a C et a rien d'autres ?

Ce n'est pas un décret, mais une observation. Quand il aura une observation montrant quelque chose de différent, on reprendra la discussion. Pour le moment, on le constate.

La question "qu'est ce qui fait que..." ne peut appeler que des réponses qui seront de simples paraphrases, ou une réponse équivalente à l'une de celles possibles à la question "pourquoi l'Univers est comme ça et pas autrement?", ou une réponse invoquant un ou des êtres transcendants (se situant au-delà de toute expérience possible).

Pour citer une phrase trouvée sur un site:

"c n'est pas la vitesse de la lumière, c'est un déplorable choix d'unités"

Cordialement,

[Lord Predator]

Ca a déjà été discuté dans je ne sais combien de fils de discussion rien que sur FS!

Excuse moi, j'ai tendance a dire aux autres d'utilisé la fonction "recherche" mais j'oublie fréquemment de recherché!

La réponse est "quand le photon est il va à c".

Je ne crois pas avoir dis le contraire, simplement quelques chose peut existé et être condamnés a allé a une vitesse spécifique ...

La plupart des scientifiques pensent qu'une particule est a l'origine de la masse de la matière, le Boson de Higgs.

Est-ce si incroyable de pensés qu'il serait possible qu'une particule (ou autres) soit a l'origine de la vitesse de la lumière (a part le photon)

"c n'est pas la vitesse de la lumière, c'est un déplorable choix d'unités"

Entiérement d'accord, tous comme le gramme, le métre, le degrés C° ou Kelvin, la tonne, la "mole" et j'en passe et des meilleurs.

Cordialement!