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masse d'un photon?



  1. #1
    philosophe

    masse d'un photon?


    ------

    un photon a-t-il une masse, si je me trompe pas on nous apprend que non mais ce que je comprend pas c'est que s'il n'a pas de masse comment se fait-il qu'il puisse être aspiré dans un trou noir, car il me semble qu'il est noir car il "aspire" la lumière nan éclairé à ce sujet merci

    -----

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  3. #2
    deep_turtle

    Re : masse d'un photon?

    La gravitation n'agit pas que sur les objets qui ont une masse. Un objet massif déforme l'espace-temps autour de lui (le courbe) si bien que tout ce qui passe par là est dévié de la ligne droite, est attiré. Ca, c'est la relativité générale qui le dit.

    En fait, historiquement, on avait déjà pensé bien avant que la lumière pouvait être attirée par un champ gravitationnel, car on s'était rendu compte que l'accélération d'un corps due à la gravité ne dépend pas de la masse de ce corps (la masse se simplifie quand tu écris la Relation Fondamentale de la Dynamique), et donc pourquoi pas une action sur un corps sans masse ?

    Mais maintenant ce n'est même plus une hypothèse, ça a été observé maintes fois, au début lors des éclipses de Soleil, on s'est aperçu que les rayons lumineux qui passaient près du soleil étaient déviés, et plus tard dans le phénomène de mirage gravitationnel.

  4. #3
    philosophe

    Re : masse d'un photon?

    mais comment vérifie-t-on expérimentalement que le photon na pas de masse?

  5. #4
    deep_turtle

    Re : masse d'un photon?

    Il y a plusieurs tests expérimentaux différents. Là comme ça deux me viennent en tête :

    1/ Si le photon a une masse, les lois de l'électromagnétisme seraient différentes et par exemple, la décroissance du champ électrique en 1/r2 dû à une charge électrique ponctuelle ne serait plus valable. Mais il y a des tests bien plus fins de l'électromagnétisme, en particulier sa version quantique, qui donnent des contraintes sévères sur la masse du photon.

    2/ S'il avait une masse, les ondes lumineuses seraient probablement dispersées, dans le sens où les différentes fréquences se propageraient à des vitesses différentes. Or, on observe des événements violents (par exemple les sursauts gamma) qui se passent très loin dans l'universn et la lumière qui nous en arrive ne semble pas subir cette dispersion.

    C'est tout ce que j'ai en tête là maintenant mais il y a surement d'autres types de tests.

  6. #5
    philosophe

    Re : masse d'un photon?

    je sais que tout ca est prouver mais personnellement j'ai du mal a imaginer un corps sans masse c'est étrange

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    isozv

    Re : masse d'un photon?

    en observant la lumière des étoiles (dans un angle solide proche de celui du soleil) qui est déviée lors des éclipses de soleil.

    Pour donner l'exemple le plus connu de par le monde....

    Si jamais, pour la démonstration que la lumière est déviée par la présence d'une masse selon la relativité générale :

    http://www.sciences.ch/htmlfr/mecani...iongeodesiques

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  10. #7
    N'roghara

    Re : masse d'un photon?

    j'ai du mal a imaginer un corps sans masse c'est étrange
    Certes...mais as-tu autant de mal à imaginer un corps possédant une charge électrique ou un spin?

    La célèbre formule E=mc² nous apprend qu'il y a "équivalence entre masse et énergie". A partir de là, parlons seulement d'énergie pour les corps et le tour est joué, la masse n'étant en quelque sorte qu'une forme particulière d'énergie...

    Reste bien évidemment à savoir maintenant ce que représente vraiment ce que l'on appelle "énergie"!

  11. #8
    zézé

    Re : masse d'un photon?

    Un photon n'a certes pas de masse au repos, mais il en a une conférée par sa vitesse et elle est égale au produit de la constante de planck x fréquence et / par le carré de la vitesse de la lumière.

  12. #9
    deep_turtle

    Re : masse d'un photon?

    Un photon n'a certes pas de masse au repos, mais il en a une conférée par sa vitesse et elle est égale au produit de la constante de planck x fréquence et / par le carré de la vitesse de la lumière.
    Il faut être prudent avec ça. D'une part la vitesse ne joue pas grand rôle dans la formule que tu écris. D'autre part la quantité que tu décris a certes bien la dimension d'une masse, mais ça ne veut pas dire que le photon est massif (ce n'est pas parce qu'on peut construire mathématiquement une quantité qui a une telle dimension qu'il est pertinent de la considérer). S'il était massif, encore une fois, les lois de l'électromagnétisme seraient différentes de ce qu'elles sont.

    La masse est une caractéristique bien définie pour une particule et ne dépend pas de son état de mouvement.

  13. #10
    Theyggdrazil

    Re : masse d'un photon?

    Expérimentalement on n'arrive pas à prouver que le photon n'a pas de masse, on arrive juste à montrer (il me semble) qu'elle est inférieure à une certaine valeur.

    Un bon lien sur le sujet:

    http://www.ifrance.com/fsp-faq/usene...n_mass-fr.html

  14. #11
    .:Spip:.

    Re : masse d'un photon?

    en faites on peut dire aussi que le photon n'a pas de masse parce qu'il n'interragit pas (etant un boson) avec le boson de Higgs (que l'on va cherhcer au cern) comme le graviton...
    Soyez libre, utilisez Linux.

  15. #12
    deep_turtle

    Re : masse d'un photon?

    Heu... Ce que donnes là, lephysicien, c'est une raison théorique a priori, pas vraiment une vérification expérimentale. De plus, ce n'est pas le fait d'être un boson qui fait que le photon est sans masse, les autres bosons que l'on connait sont massifs...

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  17. #13
    .:Spip:.

    Re : masse d'un photon?

    Pour preuve le boson de higgs a une masse
    Soyez libre, utilisez Linux.

  18. #14
    Meumeul

    Re : masse d'un photon?

    je veux bien que le X est une masse, si ce n'est qu'au dernieres nouvelles (dont je dispose) on ne l'as toujours pas trouvé, il est donc difficile d'affirmer qu'il en a une

  19. #15
    mach3

    Re : masse d'un photon?

    Citation Envoyé par philosophe
    j'ai du mal a imaginer un corps sans masse
    c'est normal, tout les objets manipulés dans la vie ont une masse, corps = masse est donc ancré dans le bon sens. mais le bon sens est souvent faussé, on ne devrait pas s'y fier.

    prends des theories comme la relativité ou la mecanique quantique, elles ont été maintes fois verifiées et pourtant leurs consequences vont a l'encontre du bon sens

    la masse n'est rien d'autre qu'une charge d'interaction que porte les particules, de meme que la charge electrique (ou les moins connues "couleurs" ou "saveurs", charges d'interaction nucléaire).
    Une charge electrique nulle ne choque pas, il devrait en etre de meme pour la masse, car elle est du meme acabi.

  20. #16
    Lambda0

    Re : masse d'un photon?

    E = mc^2 représente l'énergie au repos et ne peut évidemment pas être égalé à h.f pour donner une masse au photon puisque celui-ci n'est pas au repos. Même de façon formelle c'est faux, en plus de l'être physiquement comme l'a expliqué Deep_Turtle.
    La bonne expression de l'énergie d'une particule est
    E = Racine(m^2.c^4 + p^2.c^2)
    p étant l'impulsion
    Dernière modification par Lambda0 ; 21/07/2004 à 18h19.

  21. #17
    .:Spip:.

    Re : masse d'un photon?

    Citation Envoyé par Meumeul
    je veux bien que le X est une masse, si ce n'est qu'au dernieres nouvelles (dont je dispose) on ne l'as toujours pas trouvé, il est donc difficile d'affirmer qu'il en a une

    Cette nouvelle valeur de la masse du quark top, 179 GeV/c2, associée à d’autres résultats de mesures de précision, a permis d’estimer la valeur la plus probable de la masse du boson de Higgs à 123 GeV/c2

    tiré de http://www.cea.fr/fr/actualites/articles.asp?id=542

    Pas de masse du tout il semble en avoir une
    Soyez libre, utilisez Linux.

  22. #18
    zézé

    Re : masse d'un photon?

    Dire qu'un photon n'a pas de masse au repos c'est tout simplement une façon sophistiquée de dire qu'il n'existe pas au repos, mais dès lors qu'il n'existe qu'en se propageant à c, il a une énergie h x nu donc fatalement l'équivalent d'une masse qui peut subir des lors les inflexions prévues par la relativité. Mais comme il a été dit dans un sujet il y a plusieurs mois, parler de vitesse pour une particule qui se "déplace" à la vitesse de la lumière n'a aucun sens car il lui est interdit dès lors de servir de référentiel de mouvement (on ne devrait même pas s'autoriser à parler de son déplacement). J'entends par là que si un photon se déplace par rapport à moi à c, le principe de réciprocité devrait m'autoriser à dire qu'à l'inverse je me déplace à -c vu du photon, ce qui en relativité n'a aucun sens puisque j'aurais dès lors une énergie infinie (puisque ayant une masse non nulle).

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  24. #19
    Cécile

    Re : masse d'un photon?

    Expérimentalement, il me semble qu'on peut vérifier que le photon n'a pas de masse en le faisant passer d'un milieu à un autre. La vitesse de la lumière (c) est celle du photon dans le vide. Dans un autre milieu transparent (l'air, l'eau, le verre, etc.), le photon ralentit. Et il ralentit instantanément, preuve qu'il n'a pas de masse (plus un objet est massif, plus il a d'inertie au changement. Un objet sans masse n'a aucune inertie). Alors que quand on fait passer une particule massique d'un milieu à un autre, il ralentit progressivement. D'ailleurs, il est alors possible que provisoirement, une particule aille plus vite que la lumière (mais pas plus vite que c) pendant la fraction de temps où elle ralentit. Ca s'appelle l'effet Cerenkov et ça se traduit par l'émission d'une très jolie lumière bleue (paraît-il, je n'ai jamais vu cette expérience.

  25. #20
    .:Spip:.

    Re : masse d'un photon?

    Je pense que je dois dire quelque chose, il existe deux masses en physique : la masse inerte et la masse ... (je sais plus mais pour un objet en mouvement, si vous pouvez me completer)
    Soyez libre, utilisez Linux.

  26. #21
    Meumeul

    Re : masse d'un photon?

    je crois que c'est la masse grave

  27. #22
    Cécile

    Re : masse d'un photon?

    Citation Envoyé par lephysicien
    Je pense que je dois dire quelque chose, il existe deux masses en physique : la masse inerte et la masse ... (je sais plus mais pour un objet en mouvement, si vous pouvez me completer)
    Il me semble qu'Einstein a montré que la masse inertielle et la masse gravitationnelle étaient les mêmes. Si ce n'est pas lui, c'est son frère

  28. #23
    doryphore

    Smile Re : masse d'un photon?

    Citation Envoyé par lephysicien
    Je pense que je dois dire quelque chose, il existe deux masses en physique : la masse inerte et la masse ... (je sais plus mais pour un objet en mouvement, si vous pouvez me completer)
    La masse inertielle, c'est pour la formule F = m . a
    LA masse pesante, c'est pour la formule P = m . g

    F force
    a acceleration
    P poids (force)
    g pesanteur au lieu considéré.
    "Plus les choses changent et plus elles restent les mêmes..." Snake Plisskein

  29. #24
    invite43219988

    Re : masse d'un photon?

    On dit plutôt masse grave et effectivement, ces deux masses sont équivalentes.

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  31. #25
    Jean-Charles

    Re : masse d'un photon?

    car a = g non? (P=ma, mg=ma, g=a)

  32. #26
    invite43219988

    Re : masse d'un photon?

    Ben je crois qu'on dit plutôt a=g PARCE QUE mgrave =minerte
    Faut pas inverser

  33. #27
    .:Spip:.

    Re : masse d'un photon?

    L'énergie et la masse c'est la même chose. Lorsqu'un système perd de l'énergie il devient plus léger ! Bien entendu ce phénomène ne s'observe pas aisément car un kilogramme de matière équivaut à nonante millions de milliards de Joules ! Pour le constater, il faudrait détruire entièrement ce kilogramme de matière. Ce qui ne pourrait se faire qu'avec de l'anti-matière (les physiciens observent ce phénomène avec les particules tel que des électrons et des anti-électrons). Mais l'effet est déjà sensible (et mesurable) avec l'énergie nucléaire.
    Pour un observateur au repos, un objet qui se déplace a une énergie plus élevée. Ce qui est normal ! C'est tout simplement l'énergie cinétique qui peut se convertir sous d'autres formes lors d'un impact par exemple, et tout le monde sait qu'il faut de l'énergie pour mettre un objet en mouvement. Mais à cause de (4) l'objet a aussi une masse plus grande. Et lorsque l'objet approche la vitesse de la lumière, pour l'observateur au repos, sa masse (et son énergie) augmente de plus en plus vite. A la limite, si l'objet atteignait la vitesse de la lumière sa masse deviendrait infinie ! Il faudrait, pour qu'il atteigne cette vitesse, lui communiquer une énergie infinie ce qui explique que cette vitesse ne peut pas être dépassée. Cela implique aussi que la lumière est sans masse propre (sinon sa masse apparente, à la vitesse de la lumière, serait infinie).


    voila un extrait
    Soyez libre, utilisez Linux.

  34. #28
    deep_turtle

    Re : masse d'un photon?

    Non, la masse ne dépend pas de la vitesse ni de l'énergie !! La masse d'une particule est une caractéristique de cette particule et tu as beau l'accélérer, sa masse ne changera pas. Voir message #16 de Lambda0 dans ce fil par exemple.

    L'énergie et la masse c'est la même chose.
    On lit souvent cette phrase et on peut s'y perdre... Non ça n'est pas la même chose, sinon il n'y aurait pas deux noms différents. C'est vrai qu'il y a une équivalence entre les deux, dans le sens où une masse m peut disparaitre pour donner une énergie E=mc2 , et dans le sens où une masse et une énergie peuvent tous deux courber l'espace-temps et donner naissance à un champ gravitationnel. Mais l'énergie peut prendre bien d'autres formes que de l'énergie de masse !

    Et tu apportes toi-même une illustration de tout ça : le photon est sans masse et pourtant il transporte de l'énergie.

  35. #29
    zoup1

    Re : masse d'un photon?

    La fameuse relation d'Einstein E=mc2 n'est qu'une restriction de la relation d'Einstein complète
    E2=m2c4+p[EXP]2[EXP]c2
    où m est la masse au repos et où p est l'impulsion de "l'objet".

    En l'occurence pour un photon sa masse est nulle, m=0. Par contre son implusion ne l'est pas. Elle est donnée par la relation de de Broglie p=h/lambda ou lambda est la longeur d'onde de la lumière...

    Certains parlent de alors de masse équivalente pour un photon
    meq=E/c2 mais cela reste un artifice de calcul, seule la masse au repos a un vrai sens physique.

  36. #30
    Mehdi1

    Angry Re : masse d'un photon?

    Cher ami,
    dans l'univers il y a un réservoir d'énergie. La masse est une forme d'énergie elle n'affecte que la matière. Il faudrait savoir que les photons sont issus d'une fission d'un électron lorsqu'il croise un positron. Donc les particules (quanta de lumière) seront évidemment des antiparticules. Donc toute énergie supérieure dans un espace donné courbe l'espace-temps et aspire toute forme d'énergie.

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