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Lumière



  1. #1
    question de principe

    Lumière


    ------

    Je vais poser une question qui va surement paraitre idiote mais pas pour moi:sachant qu'on peut décrire la lumiére comme étant constitué de photon comment à partir des propriétés du photon on peut expliquer le fait de voir plus petit que sa taille réel un objet éloigné;bien que ca soit facile avec l'optique classique je ne vois pas comment avec la déscription en terme de photons ;merci de bien vouloir me répondre.

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  4. #2
    invite19431173

    Re : Lumière

    Salut !

    Pas sûr qu'on puisse raisonner sur des photons pour expliquer de l'optique géométrique...

  5. #3
    mamono666

    Re : Lumière

    Je ne sais pas si j'ai bien compris. Mais voila comment je vois la chose:

    les photons qui arrivent sur l'objet sont diffusés dans toutes directions, ca peut etre évident, mais parfois ca arrive de l'oublié

    Pour que tu vois l'objet, il faut que l'on considère,parmi tous les rayons, uniquement ceux qui "converge" vers ton oeil. Puis l'oeil s'occupera de focalisé pour que tu vois l'objet net.

    Donc voila pourquoi on voit l'objet plus petit.

    En gros, nous ne recevons pas les photons qui partirait parallement à l'objet. Mais on recois dans l'oeil uniquement ceux qui converge vers l'oeil. Et donc c'est plus petit.

    Pour voir le truc plus par la géométrie, on peut former un triangle ABC avec AB notre objet et C notre oeil.

    Ce n'est pas la taille AB qui compte, mais l'angle ACB qui compte.
    Out! Out! You, Demons Of Stupidity!!

  6. #4
    mbochud

    Re : Lumière

    Bonjour,

    Que veut dire « le fait de voir plus petit que sa taille réelle » ?

    Newton a tenté de faire de l’optique géométrique avec un concept corpusculaire de la lumière. Ça peut aller ,mais alors il est obligé d’admettre que ces petites billes accélèrent dans un milieu d’indice plus élevé!

    Les photons vont toujours à la vitesse c mais, quant il pénètrent dans un milieu d’indice plus élevé, ils sont absorbés et réémis continuellement , ce qui cause le ralentissement et donc la réfraction(dans l’œil) (etc, mamono666…..).

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #5
    question de principe

    Re : Lumière

    Lorsque les photons sont diffusés dans toute les directions ,si on a plein d'observateur disposé sur une sphére autour de l'objet ils veront tous la même chose , logiquement c impossible que tout les photons décident de s'orienter vers les yeux de tout les observateurs ,comme par hasard ils convergent tous ,y a quelque chose qui ne va pas.

  9. #6
    mbochud

    Re : Lumière

    Citation Envoyé par question de principe Voir le message
    Lorsque les photons sont diffusés dans toute les directions ,si on a plein d'observateur disposé sur une sphére autour de l'objet ils veront tous la même chose ,
    Un diffuseur est un objet qui ne peut être décrit que statistiquement. Si l’on refait ton expérience avec un seul photon, un seul observateur (au hasard) l’observera. Donc ils ne verront pas tous la même chose.

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  11. #7
    question de principe

    Re : Lumière

    Par plus petit que la taille réel ,je veux dire que la lune on la cache avec notre pouce alors quelle a je ne sais quel diamétre , les photons qui arrive dans nos yeux n'ont pas l'information d'être partie de la lune autrement dit d'un gros objet,la façon dont ils se disposent ne devrai pas avoir une influence sur ce que l'on "voit" ,plus géneralement on pourrait poser la questioneut on utiliser la description quantique pour des objets macroscopique?

  12. #8
    mamono666

    Re : Lumière

    Citation Envoyé par question de principe Voir le message
    Lorsque les photons sont diffusés dans toute les directions ,si on a plein d'observateur disposé sur une sphére autour de l'objet ils veront tous la même chose , logiquement c impossible que tout les photons décident de s'orienter vers les yeux de tout les observateurs ,comme par hasard ils convergent tous ,y a quelque chose qui ne va pas.
    Les observateurs ne verront pas tous la meme chose. Si tu prend une boule que tu peinds en rouge d'un coté en en bleu de l'autre, les utilisateurs du coté rouge la veront rouge....et idem de l'autre coté ils veronts en bleu...

    Considérons donc un ballon comme objet, ou la lune. Chaque "point" de la lune va envoyer des photons dans toutes les directions.

    Par exemple prenons le point le plus bas de la lune. De ce point va partir des photons dans toutes les directions. Donc des photons vont aller de ce point à ton oeil, mais aussi du point aux yeux de ton voisin.

    Puis prenons le point du haut de la lune. Idem les photons partent dans toutes les directions. donc en particulier, il y aura des photons qui vont aller du point à ton oeil et d'autres photons vont aller du point aux yeux de ton voisin.

    on peut faire ca pour tout les points de l'objet. Donc finallement, vu que les photons partent dans tous les sens, on comprend bien que ce n'est pas le hasard que cela converge dans l'oeil de tous le monde...
    Out! Out! You, Demons Of Stupidity!!

  13. #9
    invite34596000666

    Re : Lumière

    Citation Envoyé par question de principe Voir le message
    Par plus petit que la taille réel ,je veux dire que la lune on la cache avec notre pouce alors quelle a je ne sais quel diamétre , les photons qui arrive dans nos yeux n'ont pas l'information d'être partie de la lune autrement dit d'un gros objet,la façon dont ils se disposent ne devrai pas avoir une influence sur ce que l'on "voit" ,plus géneralement on pourrait poser la questioneut on utiliser la description quantique pour des objets macroscopique?
    Quant tu regardes la lune, ton œil reçoit seulement les photons qui se déplace dans un cône formé par la surface (« ronde ») de la face visible de la lune et de ton œil (l'angle solide, en fait). En plaçant ton pouce devant ton œil, tu arrêtes tous ces photons (ils « s'écrasent » tous contre ton pouce au lieu d'aller dans ton œil )

  14. #10
    question de principe

    Re : Lumière

    dacord ,mais ce que l'on voit ce sont l'ensemble des photons qui convergent de façon harmonieuse dans nos yeux et ce des autres personnes étant donné qu'il y a pas un nombre infini de photon c'est trés peut probable que tous convergent dans chaque point de l'espace autrement impossible

  15. #11
    invite34596000666

    Re : Lumière

    Euh…
    Bah justement : la lune émet tous ses photons dans un angle solide de . Tu n'en reçois que la partie correspondant à l'angle solide définit par la surface de ta pupille et la distance à laquelle tu te trouves de la lune…

    Chépa comment expliquer plus

  16. #12
    question de principe

    Re : Lumière

    comment les photns savent ils qu'ils doivent converger , il doit y avoir un mécanisme interne ou je ne sais quoi , statistiquement c pa possible

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  18. #13
    question de principe

    Re : Lumière

    merci quand même ,en fait c pas non plus parfaitement clair dans ma tête

  19. #14
    invite34596000666

    Re : Lumière

    Citation Envoyé par question de principe Voir le message
    comment les photns savent ils qu'ils doivent converger , il doit y avoir un mécanisme interne ou je ne sais quoi , statistiquement c pa possible
    Ils ne le savent pas (ils ne convergent pas, d'ailleurs…). Ils partent radialement, dans toutes les directions.

    Je comprends pas ce que tu ne comprends pas, en fait

  20. #15
    mamono666

    Re : Lumière

    Citation Envoyé par question de principe Voir le message
    merci quand même ,en fait c pas non plus parfaitement clair dans ma tête
    simplement parce que l'oeil est une lentille convergente...donc les photons qui semble provenir d'un disque (la lune) qui est donc une information diffuse, va finir par convergé grace à l'oeil.
    Out! Out! You, Demons Of Stupidity!!

  21. #16
    PopolAuQuébec

    Re : Lumière

    Citation Envoyé par question de principe Voir le message
    Lorsque les photons sont diffusés dans toute les directions ,si on a plein d'observateur disposé sur une sphére autour de l'objet ils veront tous la même chose , logiquement c impossible que tout les photons décident de s'orienter vers les yeux de tout les observateurs ,comme par hasard ils convergent tous ,y a quelque chose qui ne va pas.
    Avant d'être détecté, un photon est représenté par une onde qui se déplace généralement dans plusieurs directions à la fois. Par contre, et c'est ce qui distingue l'onde quantique d'une onde classique, on ne peut pas détecter seulement une portion du photon: on le détecte en entier ou pas du tout, il n'y a pas de demi-mesure (au sens propre et au sens figuré ).

  22. #17
    invite34596000666

    Re : Lumière

    J'ai l'impression que question de principe se demande : le photon, quand il part de la lune, comment il sait qu'il doit aller dans son œil ?

    Si c'est la question : les photons, ils vont partout (pas forcément dans ton œil). Par contre, ceux que tu vois arrivent dans ton œil, oui. Mais là, c'est une lapalissade… Peut pas expliquer ça

  23. #18
    question de principe

    Re : Lumière

    bon ok admettons ,ils arrivent dans les yeux ok, comment les photons peuvent en rentrant dans les yeux provoquer la sensation que l'on voit l'objet petit , est ce qu'il ya un rapport avec la décroissance en intensité en 1/r^2?ou bien transporte t'il une information ?

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  25. #19
    invite34596000666

    Re : Lumière

    Citation Envoyé par question de principe Voir le message
    est ce qu'il ya un rapport avec la décroissance en intensité en 1/r^2?ou bien transporte t'il une information ?
    Non.

    OK, je comprends ton interrogation mais je ne sais pas t'expliquer pourquoi.

  26. #20
    mamono666

    Re : Lumière

    Citation Envoyé par question de principe Voir le message
    bon ok admettons ,ils arrivent dans les yeux ok, comment les photons peuvent en rentrant dans les yeux provoquer la sensation que l'on voit l'objet petit , est ce qu'il ya un rapport avec la décroissance en intensité en 1/r^2?ou bien transporte t'il une information ?
    non, il n'y a pas de rapport avec la décroissance en 1/r^2


    Mais l'oeil à un certain champ de vision. Tu vas voir l'objet au milieu de tous le reste.

    Donc l'objet occupe la place qu'il occupe... ce qui compte c'est l'angle sous lequel on le voit.
    Quand tu regardes dans une direction, la télé par exemple, tu vois aussi le mur autour. Donc pourquoi le cerveau ferait prendre toute la place à la télé.

    Le cerveau va pas non plus choisir une taille aléatoire pour la reprensentation. Il va prendre l'angle sous lequel il voit chaque objet et lui attribué la place qu'il représente.

    Et en fonction de l'angle cela va exiter un certains nombre de batonnet et donc le cerveau va savoir quel taille attribuer.
    Out! Out! You, Demons Of Stupidity!!

  27. #21
    Coincoin

    Re : Lumière

    Salut,
    Chaque photon ne porte pas d'information sur la taille de l'objet. Il a juste une certaine couleur et une certaine direction. C'est ton cerveau qui à partir de tous les photons reçus dit "celui-ci vient de la tête, celui-ci des pieds, donc je vois le bonhomme sous tel angle". Mais il faut plusieurs photons...
    Encore une victoire de Canard !

  28. #22
    juliendusud

    Re : Lumière

    Citation Envoyé par question de principe Voir le message
    Je vais poser une question qui va surement paraitre idiote mais pas pour moi:sachant qu'on peut décrire la lumiére comme étant constitué de photon comment à partir des propriétés du photon on peut expliquer le fait de voir plus petit que sa taille réel un objet éloigné;bien que ca soit facile avec l'optique classique je ne vois pas comment avec la déscription en terme de photons ;merci de bien vouloir me répondre.
    A la lecture de ce fil, je me rends compte que seul mamono666 a répondu précisemment à ta question, il me suffit de le citer :
    "Simplement parce que l'oeil est une lentille convergente."

    Pour t'aider à comprendre, visualise cette page
    http://obswww.unige.ch/~bartho/Optic/Optic/node3.html



    Si les deux faisceaux proviennent de deux étoiles distinctes, leur image respective va converger en A et B. Si tu regardes un objet telle que sa taille est délimitée par les deux étoiles il prendra sur ta rétine tout l'espace situé entre A et B. La distance AB est d'autant plus petite que l'angle formé par les deux faisceaux parallèles est petit, ce qui répond à ta question.
    Que tu considères le faisceau comme une onde plane ou un flux de photons parallèles, le problème reste identique.

  29. #23
    question de principe

    Re : Lumière

    En optique les rayons qui proviennent de l'infini sont considérés comme paralléle mais avec des photons ils n'ont aucune raison d'être paralléle en tant que particule .

  30. #24
    mach3
    Modérateur

    Re : Lumière

    l'oeil (et n'importe quel photorecepteur imaginable) est sensible à la taille angulaire et non à la taille réelle des objets, et je ne vois pas comment il pourrait en être autrement, c'est de la simple géométrie.

    Prenons un exemple.

    Soit un triangle OAB et les points C et D les milieux de OA et OB. Supposons que ton oeil soit en O et que AB et CD soit des batons.
    Manifestement, AB est plus grand en taille réelle que CD. AB et CD rayonnent (ou plutot diffusent) des photons en tous sens, ceux que l'oeil O verra sont ceux qui partent en ligne droite d'un point des batons jusqu'à l'oeil. On remarque qu'aucun photon de AB ne peut atteindre l'oeil, car ils sont arretés par CD (CD n'est pas transparent), AB est donc caché par CD, car il fait la meme taille angulaire (les angles AOB et COD sont égaux). Ainsi, AB, pourtant deux fois plus grand que CD parait faire la meme taille quand il est situé à une distance double de lui (ça se tient...)

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

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  32. #25
    PopolAuQuébec

    Re : Lumière

    Citation Envoyé par question de principe Voir le message
    En optique les rayons qui proviennent de l'infini sont considérés comme paralléle mais avec des photons ils n'ont aucune raison d'être paralléle en tant que particule .
    Ce sont les trajectoires des divers photons qui peuvent être considérées parallèles.

  33. #26
    WeinbergJr

    Re : Lumière

    Bonjour !

    Pardon d'intervenir... M. question de principe, je pense avoir une idée...

    la diffusion de la lumière par un atome est assez rare... on entend par diffusion au niveau des photons un "changement de direction" (par rapport à l'optique géométrique) de la part de ces derniers lorsqu'ils se propagent.

    Car si la diffusion était courante, la lumière du soleil serait diffusée presque intégralement par l'atmosphère, et le ciel aurait un aspect plutôt sombre et angoissant...

    Expérience au labo : vous prenez une source de lumière "ponctuelle" (ie lampe avec cache en alu + petit trou), vous placez ensuite derrière un condenseur, puis une lentille et vous ajustez les distances pour avoir un bôôôô faisceau parallèle (procédez par autocollimation avec un miroir par exemple).

    Maintenant, faîtes en sorte d'être dans le noir, et baladez une feuille de papier le long de l'axe de votre faisceau (la feuille étant perpendiculaire au faisceau). Si vous avez soigneusement supprimé toute source parasite de lumière venant de la part de votre lampe...

    ...vous constaterez que vous aurez une belle tâche de la taille de votre lentille, et autour c'est noir ! Donc, l'atmosphère ne diffuse pas grand'chose. Pour les photons, ils vont "en ligne droite'.

    Maintenant, y'a le souci d'expliquer pourquoi on voit la tâche dûe au faisceau de lumière sur la feuille de papier quelle que soit notre inclinaison par rapport à elle. Eh bien, en ce cas, il y a diffusion (d'ailleurs assez copieuse, sinon on ne verrait pas la tâche !). Mais bon, la diffusion n'est pas si "grande" que ça... Votre oeil n'est d'ailleurs pas éblouit lorsque vous regardez la tâche... alors que si vous regardez dans la direction de l'axe du faisceau, vous risquez d'en prendre plein la vue !!!

    Explication : votre oeil est un détecteur très sensible de lumière... Tellement sensible qu'entre le "noir" absolu et un "touuuut petit peu" de lumière, vous faîtes la différence nettement ! Ceci est dû au temps de réponse de l'oeil (env 1/10è de seconde) excessivement long, qui a le temps d'intégrer et d'analyser pour faire la différence entre le noir absolu et un tout petit peu de lumière.

    En revanche, s'il y a beaucoup d'éclairement, l'oeil ne fait pas différence entre un éclairement donné, et un éclairement trèèès légèrement plus puissante. C'est pour cela que, lorsqu'on fait des expériences d'interférence, on essaie de faire des mesures sur les franges sombres (exemple des battements dans une expérience de Michelson avec une lampe au sodium, pour ceux qui connaissent).

    Conclusion : pour expliquer tout en terme de photons, par exemple, on doit tenir compte : du fait que la quasi-totalité emprunte la direction de l'optique géométrique... et, lors de réflexions ou de propagation dans un milieu matériel, une toute petite partie est diffusée... Mais cela n'empêche pas de voir cette petite partie, car l'oeil est un excellent détecteur !

    Application : les fontaines lumineuses. Un flux de photons est piégé dans un mince tube d'eau. Pourquoi ça brille en terme de photons ? Prenons un photon, et supposons dans un premier qu'il n'y a pas de diiffusion nulle part. Il suit tout d'abord le mince tube d'eau, et au bout d'un moment, il touche l'interface (la frontière du tube, on appelle ça un dioptre). Deux options : soit il se réfléchit, soit il se réfracte. Mais comme le tube d'eau à une courbure suffissament douce, et que la lumière entrant dans le tube est alignée avec le début du tube, très très peu de photons seront réfractés... Ceux-là, vous ne les verrez pas (en supposant, toujours, que le tube est peu courbe...) Mise en évidence expérimentale : s'il y avait beaucoup de photons réfractés (comme c'est le cas pour un pinceau lumineux entrant dans un verre rempli d'eau, par exemple) : vous mettez un bout de papier près du tube d'eau (attention, ça mouille ), si vous voyez une tâche lumineuse, c'est qu'il s'agit de réfraction (cf le pinceau et le verre... remplacez alors la feuille de papier par quelque chose qui résistera à l'eau pour constater qu'une tâche se forme suivant la direction de propagation de l'optique géométrique du rayon réfracté).

    Donc : on ne voit pas la fontaine lumineuse à cause de la réfraction ! (autre preuve : vous seriez éblouit, hme pas très poétique dans ce cas...)

    Maintenant : permettons aux photons de diffuser. Principalement, ils diffuseront à l'intérieur du tube d'eau. En fait, ce sont les molécules d'eau qui vont diffuser les photons. Mais c'est un effet faible (on verra faible comment tout à l'heure ). Les photons vont pourvoir prendre une nouvelle direction ; par exemple en un endroit du tube, la direction de diffusion sera perpendiculaire (à + ou - 20 degrés près, disons) à l'axe du tube. Et continuerons en sortant du tube, modulo la loi de Descartes de la réfraction à l'interface eau-air. Ce sont ces photons (en faibles quantités) qui, pour une partie dont la direction est la bonne, iront s'engouffrer dans votre oeil... Et comme l'oeil est un bon détecteur... Vous verrez l'eau "illuminée"

    Dernière remarque, chose promise, chose dûe ! Dans le cas de la fontaine lumineuse, diffusion faible comment ??? Ben, si vous regardez attentivement en parcourant des yeux le long du tube d'eau, vous verrez une perte de luminosité... C'est qu'en amont, "un certain nombre" de photons auront déjà diffusés et seront sortis (cf Descartes) du tube d'eau. Pourquoi y'a't'il autant de diffusion ? Parce que la porarisabilité de l'eau est proche du domaine optique, et aussi parce que l'eau est un milieu dense (plus de molécules que dans l'air, env 1300 fois plus de molécules d'eau dans l'eau que de moléules dans l'air, rapporté à un même volume).


    Cordialement,
    "[In science] Ignorance is no shame"... E Zee, "QFT in a Nutshell".

  34. #27
    question de principe

    Re : Lumière

    excuse moi weinberg mais je ne vois pas ou tu voulais en venir.

  35. #28
    mamono666

    Re : Lumière

    Je sais pas si ca peut t'aider, sur la question initiale, mais la longueur d'onde, je pense est bien plus petite que les batonnets dans l'oeil.

    Donc l'oeil "voit" des trajectoires rectilignes. enfin, c'est mal dit, mais si on regarde un point A et que notre oeil est en B. Alors pour l'oeil ca se passe comme si la trajectoire entre A et B est rectiligne.
    Out! Out! You, Demons Of Stupidity!!

  36. #29
    WeinbergJr

    Re : Lumière

    Citation Envoyé par question de principe Voir le message
    excuse moi weinberg mais je ne vois pas ou tu voulais en venir.
    ...faîtes des petits dessins pour illustrer mes propos en ce cas.

    Cordialement,
    "[In science] Ignorance is no shame"... E Zee, "QFT in a Nutshell".

  37. #30
    WeinbergJr

    Re : Lumière

    Citation Envoyé par WeinbergJr Voir le message
    ...faîtes des petits dessins pour illustrer mes propos en ce cas.

    Cordialement,
    M. question de principe bonjour,

    j'ai oublié de rajouter dans ce post le fait que ma tartine se référait à la question initiale (cf post #1)

    Cordialement,
    "[In science] Ignorance is no shame"... E Zee, "QFT in a Nutshell".

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