quelle est la preuve mathématiques de l'existence des photons?

[inviteb54c9b7a]

le caractère à la fois corpusculaire et ondulatoire des ondes électromagnétiques est depuis des années,bien connu de tous.Je m'intéresse particulièrement à l'aspect corpusculaire des ondes ,plus précisément,je m'intéresse aux photons.Beaucoup d'expériences ont prouvé l'existence des photons mais d'après mes petites recherches aucune théorie ne vient confirmer leur existence.Aucune formule mathématiques ne vient corroborer ce qu'on a constater lors des expériences.Je pense que la physique c'est à la fois la théorie et la pratique donc ne pas développer l'aspect théorique de l'existence des photons c'est rendre incomplètes nos connaissances sur les ondes.
Si nous trouvons cette formule,je crois qu'on comprendra beaucoup de phénomènes qui nous sont jusqu'aujourd'hui ambigu.
pensez vous comme moi?
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[f6bes]

incomplètes nos connaissances
pensez vous comme moi?

B O N S O I R,
Effectivement je pense comme toi qu'il MANQUE qq chose dans ta demande.
A+

[invite51d17075]

le titre est pour moi déjà un non sens.
les maths ne prouvent rien sur "l existence" des choses......

donc la réponse est : aucune par principe

[JPL]

Ceci étant dit on se demande bien, si on pense comme, toi pourquoi Einstein a eu son prix Nobel. Il doit bien y avoir une autre raison ? Peut-être n'as-tu pas posé la bonne question.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3ba0dddb]

Bonjour,

le titre est pour moi déjà un non sens.
les maths ne prouvent rien sur "l existence" des choses......

Pourtant on pense qu'il existe la matière noire pour expliquer la masse de l'univers(plus lourd que prévu ) non?

[albanxiii]

Bonjour,

Pourtant on pense qu'il existe la matière noire pour expliquer la masse de l'univers(plus lourd que prévu ) non?

C'est basé sur les observations et les théories actuelles, c'est de la physique. Les mathématiques n'ont rien à voir là dedans. Elles sont un (bel) outil, mais rien de plus. Elle ne prédisent rien et n'expliquent pas les observations expérimentales.

Pour faire plaisir à krishna : vous savez, ce qu'il y a de bien avec les mathématiques, c'est que vous pouvez y définir à peu pès ce que vous voulez, tant que cela reste cohérent. Mais avec votre titre, vous montrez que vous confondez mathématique et physique. La dernière est contrainte par le monde réel, contrairement à la première.

Bonne soirée.

[JPL]

Par contre connaissant une loi et son domaine de validité on peut faire des calculs et vérifier si tout ce qu'on observe est compatible avec ce qui a été calculé. C'est ainsi qu'on constate que ça ne colle pas pour la rotation des galaxies, spécialement pour leur périphérie. Comme la loi de Newton est solide dans son domaine de validité on peut en conclure soit qu'il y a plus de matière que celle qu'on voit (matière noire), soit que la loi de Newton ne s'applique pas correctement aux grandes distances qui seraient en dehors de son domaine de validité (d'où des tentatives d'explication basées sur une loi de Newton modifiée). À l'heure actuelle l'explication par la matière noire paraît beaucoup mieux coller avec ce qu'on voit à diverses échelles.

Autre exemple. Planck constate, comme d'autres, que dans le spectre d'émission du corps noir la répartition de l'énergie en fonction de la longueur d'onde ne colle pas du tout avec les résultats des calculs. Mais en introduisant arbitrairement une constante h (je simplifie) tout rentre dans l'ordre. Puis vient Einstein qui constate que l'effet photoélectrique ne se comporte pas du tout comme on pouvait le penser et que pour expliquer ce qu'on voit il faut supposer que l'énergie de la lumière est quantifiée a lieu d'être un phénomène continu.

Et brusquement l'hypothèse de Planck E=hν accède au statut de "réalité physique" prouvée par la mise en évidence de quanta de lumière (qu'Einstein ne nomme pas encore photons) dans l’effet photoélectrique. Et tout rentre désormais dans un formalisme mathématique satisfaisant.

"I therefore take the liberty of proposing for this hypothetical new atom, which is not light but plays an essential part in every process of radiation, the name photon."

Gilbert N. Lewis, 1926

[invite6754323456711]

Beaucoup d'expériences ont prouvé l'existence des photons

Cela me surprendrait. Maintenant cela reste relatif au sens que vous donnez à preuve et existence.

mais d'après mes petites recherches aucune théorie ne vient confirmer leur existence.

Cela me surprend moins car ce n'est pas leur objectif. C'est une question de métaphysique qui fait débat depuis belle lurette.

Aucune formule mathématiques ne vient corroborer ce qu'on a constater lors des expériences.

Les mathématiques offrent un langage formel pour exprimer/représenter les concepts physiques. Son autre intérêt est qu' une fois la théorie physique exprimé dans un cadre formel qui minimise l’ambiguïté comparé au langage courant, on l'utilise pour sa puissance de prédiction tout en gardant à l'esprit les contraintes physiques sous-jacentes que nous avons formalisé dans ce langage.

Le réel en soi, son existence en toute honnêteté intellectuelle personne ne sait ce qu'il est . Plusieurs regards métaphysiques s'opposent et donc en quelque sorte un débat sociétal avec pour un domaine donné une orthodoxie (consciente/inconsciente).


Patrick

[JPL]

Cela me surprendrait. Maintenant cela reste relatif au sens que vous donnez à preuve et existence.

Cela me surprend moins car ce n'est pas leur objectif. C'est une question de métaphysique qui fait débat depuis belle lurette.

Attention. De façon très générale les gens qui posent ce genre de question en ces termes considèrent spontanément qu'il existe une réalité physique objective à peu près correctement décrite par certains concepts et les lois mathématiques qui vont avec. Donc ta réponse, qui peut se comprendre à un autre niveau du débat, a toutes les chances d'induire un contresens complet quand elle est reçue hors contexte par un lecteur qui cherche à s'informer sur des notions de base. Donc à ce niveau bien précis il est plus simple et moins générateur d'erreur de dire : oui on a prouvé que les photons existent et on peut en mesurer l'énergie en fonction de la longueur d'onde.

Le reste est débat philosophique.

[invite6754323456711]

Donc à ce niveau bien précis il est plus simple et moins générateur d'erreur de dire : oui on a prouvé que les photons existent et on peut en mesurer l'énergie en fonction de la longueur d'onde.

C'est tout le problème du trou dans la raquette que nous avons concernant l'enseignement de l’épistémologie. Ceci n'est pas une pipe .

Devons nous continuer à faire l'autruche ? Certain professionnel cherche à agir plutôt que de rester d'en une position d'attentisme.

Patrick

[JPL]

Le problème est que ce n'était pas une question d'épistémologie ou de philo en général. C'était une question bien plus simple et ma position est de répondre avec les mots que l'interlocuteur peut comprendre, quitte à ce que ce soit une réponse pas fausse, mais un peu approximative qui laisse en effet tout un arrière-plan qui demanderait débat. Je préfère faire ça plutôt que de donner une réponse plus intellectuelle mais qui ne sera pas comprise, ou pire qui entraînera un contresens complet.

Je parle du point de vue de quelqu'un qui cherche à dialoguer avec une personne précise et pas d'un point de vue de puriste. La notion de réalité a donné lui à de longs débats éthérés sur ces forums et à je ne sais pas combien de dizaines de kilos de livres profonds qui montrent des divergences de points fort intéressants (ce qui pose déjà un problème pour donner une réponse concise à une question ponctuelle), sauf que ce n'était pas du tout la question ici.

[invite6754323456711]

Le problème est que ce n'était pas une question d'épistémologie ou de philo en général. C'était une question bien plus simple et ma position est de répondre avec les mots que l'interlocuteur ...

Pourtant la réponse que tu donnes :

oui on a prouvé que les photons existent et on peut en mesurer l'énergie en fonction de la longueur d'onde.

Est purement philosophique voir métaphysique. Maintenant si la doxa l'impose je ne peux que m'incliner.

Patrick

[JPL]

Il n'y a pas de doxa dans mon propos mais une manière de dire les choses qui me paraît adaptée ici et je pense qu'on pourrait trouver des tas de livres de physique sérieux qui parlent à peu près de la même manière. Je sais bien qu'il y a des interrogations plus profondes derrière mais il y a plusieurs niveaux de réponse.

Quelqu'un qui reçoit un caillou sur le crâne adopte spontanément une position de réalisme concernant un truc dur et pesant qui lui est tombé dessus et ne va pas s'interroger sur le fait que les mots qui désignent ses constituants ultimes, électrons, quarks, gluons peuvent être représentés comme des petites billes, des points matériels ou des choses infiniment plus complexes et malaisées à définir. Tout dépend du niveau de la question. En l'occurrence dans le cas présent peut me chaut la structure intime des noyaux de silicium du caillou ou la fonction d'onde de ses électrons, ce qui m’intéresse c'est qu'à mon échelle il est bien réel avec deux paramètres essentiels : sa masse et sa vitesse.

Après tout, tous les physiciens parlent bien de la physique des particules alors qu'ils savent parfaitement que ces particules... ne sont pas exactement des particules, mais c'est plus simple que de faire de longues périphrases, lesquelles en outre ne seront absolument pas comprises s'ils parlent à un auditoire qui n'a pas une formation approfondie en physique... et en épistémologie.

[invite6754323456711]

Il n'y a pas de doxa dans mon propos mais une manière de dire les choses qui me paraît adaptée ici et je pense qu'on pourrait trouver des tas de livres de physique sérieux qui parlent à peu près de la même manière.

Les sérieux que je connaisse ils ne parlent que de formalisme, de son aspect prédictif et non d'interprétation métaphysique relatif à un a-priori donné. Il n'intègre aucun message subliminal.

Patrick

[JPL]

Je laisse tomber. Si tu vois de la métaphysique dans mes propos tu as meilleure vue que moi. Pense à toute la métaphysique que tu pourras dénoncer dans la phrase : je viens de voir sur mon écran une réponse de ù100fil écrite en caractères sans serif noirs sur fond blanc. J'en suis affolé d'avance.

[inviteccac9361]

Bonjour,

à une certaine époque, l'effet d'une onde électromagnétique pouvait être mis en évidence, sans qu'il fut nécéssaire de postuler qu'il soit constitué de quelques parties.
Aujourd'hui, nous associons à chaque onde une particule, et ce fait se vérifie par la microscopie à effet tunnel ou par l'utilisation de flashs ultrabrefs.
Même si on sait que la localisation observée est reliée à l'observation que l'on fait.

On appelle la particule, le photon, en sachant pertinamment que sa forme "petite bille" n'est qu'une vue de l'esprit, voir une conception ancienne, mais que néanmoins cette notion reste en accord avec la notion de quanta.

On peut dire à mon avis que la proposition mathématique de l'interpretation du photon, un quanta donc du rayonnement électromagnétique, a été faite par Max Plank.
Les vérifications experimentales ayant été réalisées par la suite, cette proposition a été acceptée.

Max Planck solved the problem by postulating that electromagnetic energy did not follow the classical description, but could only be emitted in discrete packets of energy proportional to the frequency, as given by Planck's law.
This has the effect of reducing the number of possible excited modes with a given frequency in the cavity described above, and thus the average energy at those frequencies.

The radiated power eventually goes to zero at infinite frequencies, and the total predicted power is finite.[2]
The formula for the radiated power for the idealized system (black body) was in line with known experiments, and came to be called Planck's law of black body radiation.
Based on past experiments, Planck was also able to determine the value of its parameter, now called Planck's constant.
The packets of energy later came to be called photons, and played a key role in the quantum description of electromagnetism.[2]

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

[invite6754323456711]

Je laisse tomber. Si tu vois de la métaphysique dans mes propos tu as meilleure vue que moi. Pense à toute la métaphysique que tu pourras dénoncer dans la phrase : je viens de voir sur mon écran une réponse de ù100fil écrite en caractères sans serif noirs sur fond blanc. J'en suis affolé d'avance.

Je dit simplement pourquoi vouloir imposer une interprétation plutôt qu'une autre. La précision d'une théorie sur les résultats de mesure repose sur son aspect prédictif et non sur les différentes interprétations contradictoires entre elles. Pourquoi vouloir lui en faire dire plus que ceux qu'elle ne peut dire ? Le jours ou la personne prend conscience de ce subterfuge il se révolte en disant que la science n'est que religion, ce qui peut en arranger certain. Pourquoi chercher à infantiliser ?


Patrick

[JPL]

Mais je ne propose aucune interprétation, tu te trompes : j'utilise simplement des mots qui peuvent être compris à un certain niveau (que je suppose) de la demande. Donc c'est de la vulgarisation et rien d'autre.

[Nicophil]

Bonsoir,

(Planck avait seulement bidouillé un formalisme mathématique qui donnait des prédictions valides. Pour son interprétation de l'effet photo-électrique, Einstein a eu le Nobel de physique, pas de métaphysique.)

Le fait qu'on puisse émettre et détecter des photons un par un prouve-t-il que le photon n'est pas qu'un artifice mathématique ?

[invite6754323456711]

Le fait qu'on puisse émettre et détecter des photons un par un prouve-t-il que le photon n'est pas qu'un artifice mathématique ?

Ce que l'on détecte se sont des effets et il nous faut une formalisation mathématique pour représenter sans ambigüité le modèle physique qui nous est utile dans la prédiction des résultats. En fonction des objectifs de mesure visés j’utiliserais le modèle le mieux approprié. Pour moi vouloir en dire plus sort du cadre de la physique.

Niels Bohr aussi a eu le prix noble pour ses contributions à la recherche sur la structure des atomes et sur le rayonnement qu'ils émettent.

Patrick

[f6bes]

Mais je ne propose aucune interprétation, tu te trompes : j'utilise simplement des mots qui peuvent être compris à un certain niveau (que je suppose) de la demande. Donc c'est de la vulgarisation et rien d'autre.

Bonjour ,
Je ne peux qu'applaudir AMPLEMENT....le fait de se mettre à "la portée" de son interlocuteur.
.
ù100fil ".....Je dit simplement pourquoi vouloir imposer une interprétation plutôt qu'une autre...."
Ce n'est pas..IMPOSER..mais essayer ,autant que faire se peut, d'expliciter SIMPLEMENT.
Tout le monde n'a pas le cerveau..d'Einstein et ses facultés de compréhension.
Bonne journée

[invite70ee757a]

Je dit simplement pourquoi vouloir imposer une interprétation plutôt qu'une autre. La précision d'une théorie sur les résultats de mesure repose sur son aspect prédictif et non sur les différentes interprétations contradictoires entre elles. Pourquoi vouloir lui en faire dire plus que ceux qu'elle ne peut dire ? Le jours ou la personne prend conscience de ce subterfuge il se révolte en disant que la science n'est que religion, ce qui peut en arranger certain. Pourquoi chercher à infantiliser ?


Patrick

Il suffit de rappeler de temps en temps que c'est un modèle non ? Et que la science ne produit pas mieux que des modèles.

[invite91216f15]

Une chose est sur si tu amplifie le son produit par les chocs des photons sur une membrane on entend bien du bruit, un bruit de bombardement de photons...

Pour moi le bruit ne peut pas être produit sous cette forme par une onde éléctromagnétique. Comment le chocs des photons produisent il une onde accoustique sans avoir de masse ?

[Deedee81]

Bonjour,

Comment le chocs des photons produisent il une onde accoustique sans avoir de masse ?

Ils n'ont pas de masse mais ils ont une quantité de mouvement ( = fréquence). La formule newtonienne p = mv (qui deviendrait mc pour des photons) n'est valable que pour des vitesses faibles. Pour des vitesses élevées, il faut multiplier par le facteur gamma : . Pour la vitesse c, le facteur gamma devient infini et avec m = 0 la formule devient indéterminée, il faut alors utiliser la formule relativiste complète : et lier l'énergie du photon à la fréquence par la relation de Planck-Einstein .

Cette relation p = E/c peut se vérifier assez facilement avec une expérience du type moulin à photons.

[invite91216f15]

Merci pour ces précisions deedee81