Question sur les interférences

[obi76]

Bonjour,

une question qui pourrait certes paraître bête mais qui me trotte depuis pas mal de temps dans la tête.

Si on prend (exemple simple) les trous d'Young et que l'on balance un laser dedans, on aura des interférences (dont la figure est la transformée de Fourier bidimensionnelle de la forme du trou et blablabla).
MAIS, aux endroits où les franges sont noires, il y a des photons qui arrivent, certes en opposition de phase mais personne ne peut nier qu'ils arrivent.

D'où ma question : 1 photon + 1 photon = 0 photons, où est partie l'énergie, et selon quel moyen ?

Merci à tous
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[invite8241b23e]

Salut !

Les photons ne sont pas de particules matérielles. Si tu veux, un photon est à la fois passé par un trou d'Young et par l'autre.

[obi76]

Tout à fait d'accord, mais quand on calcule les figures résultantes on part du principe que les ondes se superposent, pour se superposer il faut qu'il y en ai 2 non ?

[invité576543]

MAIS, aux endroits où les franges sont noires, il y a des photons qui arrivent, certes en opposition de phase mais personne ne peut nier qu'ils arrivent.

Pourquoi? Si par "arriver" tu veux dire "est absorbé", ben non, là où c'est noir aucun photon n'arrive.

Il me semble que tu te limites à la vision ondulatoire... Quand on dit dualité, c'est dualité! Une seule des deux visions ne donne pas des prédictions correctes!

Cordialement,

[A voir en vidéo sur Futura]

[invité576543]

Tout à fait d'accord, mais quand on calcule les figures résultantes on part du principe que les ondes se superposent, pour se superposer il faut qu'il y en ai 2 non ?

On ne superpose pas deux ondes. On en calcule une seule en additionnant plusieurs termes (une infinité, d'ailleurs).

Le mot interférence est peut-être un peu trompeur. Faut voir cela comme de l'auto-interférence...

Cordialement,

[mamono666]

Pourquoi? Si par "arriver" tu veux dire "est absorbé", ben non, là où c'est noir aucun photon n'arrive.

Il me semble que tu te limites à la vision ondulatoire... Quand on dit dualité, c'est dualité! Une seule des deux visions ne donne pas des prédictions correctes!

Cordialement,

mais les photons, n'ont ils pas que la partie ondulatoire?

et si aucun photon n'arrive, ca veut dire qu'ils savent des la sortie de la source où il ne faut pas aller.

[mamono666]

On ne superpose pas deux ondes. On en calcule une seule en additionnant plusieurs termes (une infinité, d'ailleurs).

Le mot interférence est peut-être un peu trompeur. Faut voir cela comme de l'auto-interférence...

Cordialement,

ce ne serait pas plutot pour la diffraction où on somme sur toute les phases?

[obi76]

mais les photons, n'ont ils pas que la partie ondulatoire?

et si aucun photon n'arrive, ca veut dire qu'ils savent des la sortie de la source où il ne faut pas aller.

S'ils savaient dès la sortie ou ils ne peuvent pas aller je ne pense pas que le principe de causalité soit respecté...

[invite88ef51f0]

si aucun photon n'arrive, ca veut dire qu'ils savent des la sortie de la source où il ne faut pas aller.

C'est ça. Mais formulé comme ça, ça fait bizarre. Disons que le photon interfère avec lui-même ce qu'il fait qu'il y a des endroits où il ne peut pas aller.

[obi76]

Je vais même enfoncer le clou (quitte à me tromper) : si on prend 2 laser EXACTEMENT monochromatiques et synchrones (admettons), et exactement en opposition de phase, et on envoie les 2 sur un écran, là tout sera en interférence desctructive, donc tous les photons du laser 1 savent en fonction de l'état de phase des photons du laser 2 qu'ils ne peuvent pas sortir du laser ? ils restent tous dedans (impossible), alors quid de l'énergie émise par les laser ?

[invite88ef51f0]

Tu ne peux pas réussir à les mettre en opposition de phase sur tout l'espace. Il y aura toujours des endroits où les interférences seront constructives.

[obi76]

Justement, s'ils sont exactement à la même fréquence et en opposition de phase, qu'on les "croise" (je ne sais pas comment mais j'ai une petite idée là dessus) afin d'obtenir qu'un seul faisceau, ce faisceau sera tout noir, enfin il n'existera plus non ?
De même si on envoie ces 2 faisceaux sur un écran, on aura rien sur l'écran, et les photons ne vont pas passer à travers, donc l'écran ne chauffera pas, les photons ne seront pas réémis (on ne voit pas de tache sur l'écran) et ils ne continuent pas leur course. Ils sont ou alors ?

[hterrolle]

tres bonne remarque obi76,

Je n'avais pas ossé poser la question. Mais c'est tres pertinent. moi ca me plait

[invite88ef51f0]

Au moment où tu combines tes faisceaux, si tu te débrouilles pourqu'il n'y ait rien dans une direction, toute l'énergie partira dans la direction opposée.

[hterrolle]

salut coincoin,

te serait possible de develloper. Si tu as le temps bien sur.

[obi76]

Tout repartira dans le laser donc (dans la cavité je veux dire) ?

[invite88ef51f0]

Tout repartira dans le laser donc (dans la cavité je veux dire) ?

Euh... ça dépend du schéma que tu as en tête.
Mais par exemple, si tu veux combiner les faisceaux avec une lame semi-réflechissante, tout partira du 4e côté.
Il faudrait voir au cas par cas.

[mamono666]

oui, mais disons que l'on prenne donc ces deux laser identique, que l'on pointe sur un ecran de tel sorte que l'on ait le cas où les photons sont en opposition de phase.

donc dans ce schema là, par exemple, où se retrouve l'énergie??

[yahou]

on les "croise" (je ne sais pas comment mais j'ai une petite idée là dessus) afin d'obtenir qu'un seul faisceau

On a déjà évoqué cette question plusieurs fois ici, tu peux essayer une recherche (je ne me souviens plus des titres des discussions). Le point important, c'est comment tu les recombine.

Pour moi, il n'y a que deux types de solutions :
- soit tu utilises un système à addition de front d'onde (miroirs) et tes deux faisceaux ne peuvent avoir exactement la même direction, à moins de l'avoir depuis la source et dans ce cas il n'y a pas de lumière du tout,
- soit tu utilises un système à addition d'amplitude (lame semi réfléchissante) ; dans ce cas si il y a interférence destructive vers l'avant, il y a interférence constructive vers l'arrière.

edit : croisement avec hterrolle, coincoin, hterrolle, obi76, coincoin et mamono666. Vous êtes trop vifs pour moi !

[hterrolle]

bonsoir,

je vais le contenter de poser la question de mamono666 :

"dans le calcul d'interférence de photons, à quel moment prend on l'hypothese que le photon est corpusculaire?"

[invite58a61433]

Je vais surement dire un très grosse bêtise mais il y a un truc qui me choc :

si on prend 2 laser EXACTEMENT monochromatiques et synchrones (admettons)

En fait je pense que ça doit poser problème du coté des relations d'incertitudes (bon en même temps je suis pas convaincu de mon interprétation).
Car si tes 2 laser sont exactement monochromatiques tu as une incertitudes nul sur l'énergie de ceux-ci, ce qui entraîne une incertitude infini sur le temps, ça pose pas problème quelque part pour la synchronisation ?

Edit : Ouais en fait je sais plus trop si ça veut dire quelque chose ce que je raconte là.

[invitedbd9bdc3]

bonsoir,

je vais le contenter de poser la question de mamono666 :

"dans le calcul d'interférence de photons, à quel moment prend on l'hypothese que le photon est corpusculaire?"

Dire qu'un photon est (juste) corpusculaire pose un probleme, parce qu'il peut interferer avec lui-meme.
Il existe une experience (et meme une avec des electron!) ou on envoie les photons un par un, et apres des milliers de photons, on voit les bandes d'interferences!

[juliendusud]

Bonjour,

une question qui pourrait certes paraître bête mais qui me trotte depuis pas mal de temps dans la tête.

Si on prend (exemple simple) les trous d'Young et que l'on balance un laser dedans, on aura des interférences (dont la figure est la transformée de Fourier bidimensionnelle de la forme du trou et blablabla).
MAIS, aux endroits où les franges sont noires, il y a des photons qui arrivent, certes en opposition de phase mais personne ne peut nier qu'ils arrivent.

D'où ma question : 1 photon + 1 photon = 0 photons, où est partie l'énergie, et selon quel moyen ?

Merci à tous

Non à l'endroit où les franges sont sombres aucun photon n'est absorbé par l'écran. La façon dont tu as tourné la question suggère le fait que les photons sont des entités qui se propagent dans l'espace d'un point d'émission vers un point d'absoption. Ce n'est pas de cette façon qu'il faut se représenter le photon, le photon n'a pas besoin d'un émétteur pour être absorbé. Pour moi, le photon c'est une quantité d'énergie qui peut être absorbée dans une région de l'espace où le champ électrique oscille. Plaçons nous par exemple à proximité d'une quantité de charge Q, celle ci crée un champ électrostatique => pas de photons.
Maintenant supposons que tu te mettes à tourner sur toi même à une fréquence assez élevée, dans ce référentiel tu vois une onde électromagnétique donc tu captes des photons.

[mamono666]

mais il me semble que "interferer avec lui meme" signifie seulement que le photon peut etre dans tous les états possible en meme temps donc passer par les deux trous. Donc quel est la rapport avec "corpusculaire"??

[mamono666]

Non à l'endroit où les franges sont sombres aucun photon n'est absorbé par l'écran. La façon dont tu as tourné la question suggère le fait que les photons sont des entités qui se propagent dans l'espace d'un point d'émission vers un point d'absoption. Ce n'est pas de cette façon qu'il faut se représenter le photon, le photon n'a pas besoin d'un émétteur pour être absorbé. Pour moi, le photon c'est une quantité d'énergie qui peut être absorbée dans une région de l'espace où le champ électrique oscille. Plaçons nous par exemple à proximité d'une quantité de charge Q, celle ci crée un champ électrostatique => pas de photons.
Maintenant supposons que tu te mettes à tourner sur toi même à une fréquence assez élevée, dans ce référentiel tu vois une onde électromagnétique donc tu captes des photons.

mais si dans le cas electrostatique il n'y a pas de photon. Comment deux charges (tjrs dans le cadre electrostatique) interagissent elles?

car si il n'y a pas de photon alors les charges ne peuvent se détecter mutuellement?

[juliendusud]

Je vais même enfoncer le clou (quitte à me tromper) : si on prend 2 laser EXACTEMENT monochromatiques et synchrones (admettons), et exactement en opposition de phase, et on envoie les 2 sur un écran, là tout sera en interférence desctructive, donc tous les photons du laser 1 savent en fonction de l'état de phase des photons du laser 2 qu'ils ne peuvent pas sortir du laser ? ils restent tous dedans (impossible), alors quid de l'énergie émise par les laser ?

Dans ce cas tu fais interférer deux ondes planes qui viennent de deux directiosn différentes tu vas obtenir ce type d'interférences :

Pour que les interférences soient totalement destructives il faudrait que les ondes planes se superposent, ce qui reviendrait à dire que les sources (les lasers en fait) sont alignés sur le faisceau ou bien qu'ils soient superposés ce qui est impossible.

[juliendusud]

mais si dans le cas electrostatique il n'y a pas de photon. Comment deux charges (tjrs dans le cadre electrostatique) interagissent elles?

car si il n'y a pas de photon alors les charges ne peuvent se détecter mutuellement?

C'est exactement ce que j'ai dit! Dans le cas électrostatique il n'y a pas de photon, mais ils peuvent apparaitre spontanément si tu te places dans un référentiel où le champ n'est plus statique dans le temps.
Tu peux te placer à des années lumière d'un champ électrostatique, à partir de l'instant où tu te mets à tourner sur toi même tu captes des photons.

[invitedbd9bdc3]

mais il me semble que "interferer avec lui meme" signifie seulement que le photon peut etre dans tous les états possible en meme temps donc passer par les deux trous. Donc quel est la rapport avec "corpusculaire"??

Ce qu'on appele corpuscule (dans la vulgarisation), represente un electron, photon, machin-on qui se comporte comme "un balle de fusil", i.e. va tout droit et peut rebondir, par opposition à onde qui se comporte comme des vagues.

Donc avec corpuscule, pas d'electron qui passe par deux trous!

Si cette notion de "passer par deux trous" ou "interferer avec soi-meme" ne te pose pas de probleme, tu peux te passer de la dualité onde-corpuscule. Les objets quantiques se comportent comme ci-dessus, et il n'y a donc plus l'ambiguite que l'on traine sur deux pages.

[mamono666]

C'est exactement ce que j'ai dit! Dans le cas électrostatique il n'y a pas de photon, mais ils peuvent apparaitre spontanément si tu te places dans un référentiel où le champ n'est plus statique dans le temps.
Tu peux te placer à des années lumière d'un champ électrostatique, à partir de l'instant où tu te mets à tourner sur toi même tu captes des photons.

lol,

je pose une question, ce ne peut etre exactement ce que tu as dis car tu as dis des affirmations....bref

Ce que je veux dire, c'est que si tu consideres deux charges. Pour entrer en mouvement, il faut qu'elles se détectent. Donc un instant infinitésimal avant le mouvement, comment les charges se détectent???

[mamono666]

Ce qu'on appele corpuscule (dans la vulgarisation), represente un electron, photon, machin-on qui se comporte comme "un balle de fusil", i.e. va tout droit et peut rebondir, par opposition à onde qui se comporte comme des vagues.

Donc avec corpuscule, pas d'electron qui passe par deux trous!

Si cette notion de "passer par deux trous" ou "interferer avec soi-meme" ne te pose pas de probleme, tu peux te passer de la dualité onde-corpuscule. Les objets quantiques se comportent comme ci-dessus, et il n'y a donc plus l'ambiguite que l'on traine sur deux pages.

bon, on ne considére pas que le photon est un corpuscule lors du calcul des interférence.