Bonjour, je suis fasciné par la lumière, je n'y connais pas grand chose et je me pose des questions.
Il parait que la lumière est composée de particules appelées "photons" qui voyagent à 300 000km/s.
Une question me prend la tête depuis ce matin :
Admettons que je prenne une lampe de poche et que j'éclaire un mûr, qu'advient-il des photons qui ont déjà frappé le mûr ? Où vont-ils ?
Bonjour,Envoyé par cyphei
Il y en a qui sont "mangés" (on dit absorbés) par la matière et d'autres qui rebondissent comme le ferait une balle de tennis.
Bjr à toi,
Si tu Vois le mur ,cela veut dire que certains des photons sont allés jusqu'au mur et que celui ci en renvoient une partie vers TES yeux.
Tu ne peux voir QUE les photons qui aboutissent dans ton oeil , qu'ils soient issues directement d'une source de lumiére ou APRES avoir été réfléchit par qq chose.
Tu ne peux PAS voir un photon qui "passe devant toi" par exemple.
A+
Salut,
Quant aux photons absorbés, attention, ça ne veut pas dire qu'ils sont dans le mur ! Comme le seraient des grains de raisins dans un pudding.
Ils cessent réellement d'exister. En interagissant avec la matière du mur, ils servent à modifier l'état de cette matière en lui apportant de l'énergie. En général, cette énergie va se retrouver sous forme d'énergie thermique (le mur s'échauffe à l'endroit éclairé, ce que tu peux vérifier facilement avec le Soleil ou avec une lampe suffisament puissante). L'énergie ce n'est rien d'autre que de l'énergie d'agitation des molécules du mur (pour un solide, essentiellement des vibrations des atomes constituant la matière du mur).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour,
Je m'étonne que mes éminents prédécesseurs dans ce post n'aient pas mentionné le fait qu'un photon arrivant sur un matériaux ne rebondis que si le matériaux est réfléchissant mais il peut aussi exciter un atome du matériau qui émettra un autre photon de couleur différente et c'est ce qui donne la couleur des matériaux.
Ben cela, franchement, cela ne m'étonne pas que personne ne l'ait dit !
+1
Pour ne pas aller trop vite avec le questionneur, c'est facile mais en réalité ce qui change c'est la longueur d'onde du photon, traduit ensuite par l'oeil par une couleur différente, mais la couleur n'est que du traitement d'information.
Pour rappel, la longueur d'onde est la distance parcouru par l'onde en une période
je me suis mis au niveau du questionneur, désolé pour le raccourci mais longueur d'onde et couleurs sont aussi associées pour qualifier les gammes d'ondes infrarouge, visible et ultraviolet qui sont produites par des transitions électroniques des électrons périphériques dans les atomes et par le rayonnement thermique.
Bonsoir,
Je vous remercie pour vos réponses, vous m'avez bien éclairé (c'est le cas de le dire !)
C'est très bien que vous y mettiez tous votre grain de sel, ça part dans des débats et la réponse est très complète à la fin.
Merci !
Bonjour,
je ne comprends pas bien... Certains photons rebondissent vraiment, comme des balles de tennis?
J'avais cru comprendre que tous les photons étaient absorbés et seulement une partie réémis sous forme de lumière visible.
Merci
C'est une image les balles de tennis, oui ils sont absorbés puis réémis très simplement au bout de 10^-8 secondes non ? (qu'on me corrige si erreur)
Salut,
Je ne sais pas trop d'où vient cette durée car elle est variable, mais c'est dans ces ordres de grandeur là.
Le photons va être absorbé par les atomes et molécules. Sous forme d'états de phonons, vibrations, rotations, mouvements cinétique ou d'états électroniques. Le système se retrouve dans un état excité puis réémet le photon (ou transfère son énergie d'une autre manière). Cette émission est aléatoire avec une demi-vie qui peut être très variable. Par exemple, les matériaux phosphorescents peuvent avoir une demi-vie de plusieurs minutes. Mais dans la plus part des cas cela se chiffre en durées extrêmement courtes.
Attention, ce n'est qu'une partie des mécanismes. Il y a aussi des phénomènes de diffusion et d'interférences. Et tout ça peut se mixer (diffusions résonantes, ...)
L'interaction de la lumière avec la matière est un sujet vaste et complexe.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour,
Merci beaucoup pour ces précisions.
Thomas
J'avais vu ça dans une conférence sur la refroidissement laser sur des gazs
mais c'est marrant parce qu'autant le modèle "balle de tennis" explique bien la loi de la réflexion: le fait que si on éclaire un objet réflechissant sous un certain angle, la lumière en repart sous l'angle opposé, autant le modèle "absoption puis réémission" ne l'explique pas trop bien: pourquoi un photon est-il réémis après 10^-8 secondes sous le bon angle? il n'y a pas "oubli" de l'angle d'incidence?
J'espère ne pas dire une bétises car je suis loin d'être un spécialiste mais ça a peut-être un rapport avec le problème de la dualité onde-particule de la lumière.En effet le photon à des comportements de particule mais aussi d'onde et la science pour l'instant "butte" un peu contre ce problème.pourquoi un photon est-il réémis après 10^-8 secondes sous le bon angle? il n'y a pas "oubli" de l'angle d'incidence?
Le fait que la lumière soit réémise sous le bon angle doit peut-être avoir un rapport avec la caractéristique "onde" car sa manière de se propager et de rebondir contre des objet fait penser à une onde du même type qu'une onde dans l'eau d'un lac qui rebondirait contre le bord.
Hélas e crois bien que la dualité onde-corpuscule n'a pas grand chose à faire ici. En effet comme il a été rappelé, le photon, arrivant sur un atome, est soit absorbé soit ignoré selon son énergie, donc sa longueur d'onde (=couleur pour faire court).
À partir de là, si il est absorbé, il "disparait" momentanément, devenu pur énergie au sein de l'atome, en excitant l'électron. Ce dernier se désexcite au bout d'un temps comparable à 10^-8s.
Le mystère vient du fait que si l'angle est conservé, c'est que de l'information s'est conservé.
Surtout que dans la conférence sur la refroidissement laser on nous dit clairement que le photon émis l'est dans une direction aléatoire, si bien que si l'atome est bombardé de photons, il aura un mouvement nul. Quelqu'un pour aider ?
Salut,
Il y a une énorme différence entre les gaz et les solides : la structure périodique.
Bon, tout d'abord la direction aléatoire ce n'est pas tout à fait exact (ça dépend de la structure électronique de l'atome ou de la molécule et les directions et polarisations dépendent des orientations). Mais je pense que ce n'est pas un gros problème (surtout dans un gaz où les atomes peuvent avoir n'importe quelle orientation) car l'émission due à l'énergie cinétique ou aux vibrations dans un réseau doivent être relativement isotropes (à confirmer).
Mais c'est surtout la structure qui joue. Lorsqu'une onde plane (ou presque) arrive sur un ensemble d'atomes, chacun a une certaine chance de diffuser cette lumière et les différentes possibilités vont interférer. Ceci est vrai (et même identique) dans le cas classique (onde électromagnétique) et dans le cas quantique ("fonctions d'ondes" ou amplitudes pour les différents trajets du photon). Et vu la structure périodique d'un solide, on vérifie très facilement (cours de première année de fac pour les ondes classiques) que les interférences sont telles que la direction est privilégiée (loi de Snell-Descartes).
Ce n'est évidemment pas vrai dans un gaz. Sauf quand justement une cohérence apparait (condensat) et où le gaz devient laiteux (j'espère ne pas dire une grosse bêtise là, j'aimerais confirmation).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Ils cessent réellement d'exister.
Les photons sont « incréables et indestructibles »
Bonjour,
On peut encore aborder la question initiale en disant que, quand de la lumière venant d'une source tombe sur une surface, 5 flux lumineux sont à considérer :
- flux incident ;
- flux absorbé ;
- flux réfléchi spéculaire (suit la loi de la réflexion) ;
- flux réfléchi diffus ;
- flux transmis.
Théoriquement, le flux incident est égal en énergie à la somme des 4 autres.
Divers cas se présentent :
1) Miroir
On peut considérer que la réflexion est uniquement spéculaire.
- flux incident ;
- flux absorbé ;
- flux réfléchi spéculaire.
2) Vitre
La vitre joue en partie un rôle de miroir ; la vitre réfléchit l'image d'un intérieur par exemple ; mais elle transmet aussi une partie du flux, comme toute surface transparente : un intérieur est visible de l'extérieur.
- flux incident ;
- flux absorbé ;
- flux réfléchi spéculaire ;
- flux transmis.
3) Surface peinte mate
La surface apparaît d'une luminosité uniforme.
- flux incident ;
- flux absorbé ;
- flux réfléchi diffus.
4) Surface peinte brillante
Il y a deux flux réfléchis. L'un est diffus, comme pour la peinture mate : l'objet apparaît globalement d'une luminosité uniforme. Mais avec en outre des brillances, qui sont l'image déformée de la source lumineuse, par réflexion spéculaire.
- flux incident ;
- flux absorbé ;
- flux réfléchi spéculaire ;
- flux réfléchi diffus.
Je ne sais pas comment on explique la différence entre flux réfléchi spéculaire et flux réfléchi diffus.
