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Quelles sont les propriétés précises d'une onde électromagnétique?



  1. #1
    Jean-Michel Tengang

    Quelles sont les propriétés précises d'une onde électromagnétique?


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    J'aimerais avoir certaines précisions sur les propriétés précises d'une onde électromagnétique. J'espère que mes questions seront claires et pas "ridicules". J'ai fait des recherches sur Internet, mais je ne trouve aucune représentation d'une onde électromagnétique qui m'apporte clairement ces précisions.
    1) On dit qu'elle est une alternance de champ électrique et de champ magnétique, l'une des ondes se "produit-elle" entièrement avant que l'autre ne débute?
    2) Chacune des parties de l'onde "dessine-t-elle" entièrement sa courbe avant de disparaître ou bien doit-on la voir comme un point qui se déplace dans le temps?
    3) L'onde est-elle vue comme une ligne ou comme une surface?

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  3. #2
    Deedee81

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Jean-Michel Tengang Voir le message
    J'aimerais avoir certaines précisions sur les propriétés précises d'une onde électromagnétique. J'espère que mes questions seront claires et pas "ridicules". J'ai fait des recherches sur Internet, mais je ne trouve aucune représentation d'une onde électromagnétique qui m'apporte clairement ces précisions.
    Ca m'énerve, j'avais un super beau dessin mais je ne le retrouve pas ici.
    Mais j'en ai trouvé plein sur le net (tu peux aller dans Google, Images, et taper "onde électromagnétique").

    Exemple :
    http://www.theses.ulaval.ca/2004/22342/22342014.jpg

    Citation Envoyé par Jean-Michel Tengang Voir le message
    1) On dit qu'elle est une alternance de champ électrique et de champ magnétique, l'une des ondes se "produit-elle" entièrement avant que l'autre ne débute?
    Non. En fait, ce n'est pas vraiment une alternance (c'est qui ce "on" ? ). On a à la fois le champ électrique et magnétique, tout le temps. Les deux varient en phase (quand l'un est maximum, l'autre aussi). Ce sont des champs vectoriels transverses (du moins "loin" des sources et dans le vide) : les deux champs ont une orientation perpendiculaire à la direction de propagation et le champ électrique est perpendiculaire au champ magnétique. (voir dessins ci-dessus)

    Note que l'orientation du champ électrique peut elle-même varier selon la polarisation (linéaire ou circulaire).
    Exemple:
    http://www.next-up.org/images/observ...ique_copie.jpg

    Citation Envoyé par Jean-Michel Tengang Voir le message
    2) Chacune des parties de l'onde "dessine-t-elle" entièrement sa courbe avant de disparaître ou bien doit-on la voir comme un point qui se déplace dans le temps?
    Je ne comprend pas bien la question.

    Ce qu'on a c'est un champ (magnétique et un électrique) qui a une certaine itensité en chaque point de l'espace et du temps (et une certaine direction, voir ci-dessus, tu peux représenter ça comme un "champ de flèches").
    http://perso.numericable.fr/~cricord...tuor/4-009.gif

    Cette intensité varie périodiquement (onde) à la fois dans l'espace et le temps (propagation).

    Citation Envoyé par Jean-Michel Tengang Voir le message
    3) L'onde est-elle vue comme une ligne ou comme une surface?
    On la représente souvent comme une ligne ondulée (comme ci-dessus). Mais il y a un petit coté trompeur là dedans. En fait, il y a trois choses :
    - La ligne : c'est la ligne de propagation, c'est une vraie ligne
    - l'ondulation, sur ces dessins. Ce n'est pas une vraie ondulation dans l'espace !!!! C'est le sens du vecteur champ électrique et magnétique et la variation de son intensité (c'est ennuyant de mélanger deux types de représentation dans un dessin qui peut être présenté comme vulgarisation, mais comment faire mieux ?)
    - Enfin, le champ qui se propage n'est pas juste un point (qui suit la ligne de propagation). C'est là aussi quelque chose de répartit, appelé "front d'onde". C'est une surface. Par exemple plane pour une onde plane et sphérique pour une onde sphérique (qui l'eut cru).
    Un dessin assez parlant :
    http://www.sciences.univ-nantes.fr/p...gif/quasip.gif
    (on y voir à la fois la ligne de propagation et les fronts d'ondes sphériques, enfin des cercles car c'est dessiné "en coupe").

    Il faut faire attention dans les représentations.
    Parfois on représente ça comme la première image ci-dessus (variation dans l'espace de l'intensité du champ le long de la ligne de propagation), parfois on représente les fronts d'onde, parfois on représente les "lignes de champs" (parfois appelées lignes de forces) qui sont les lignes qui suivent les vecteurs champ magnétique (ou électrique) (un classique quand on représentele champ magnétique d'un aimant)
    http://www.shom.fr/fr_page/fr_prod_l...mg/figure2.gif

  4. #3
    Jean-Michel Tengang

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Non. En fait, ce n'est pas vraiment une alternance (c'est qui ce "on" ? ). On a à la fois le champ électrique et magnétique, tout le temps. Les deux varient en phase (quand l'un est maximum, l'autre aussi). Ce sont des champs vectoriels transverses (du moins "loin" des sources et dans le vide) : les deux champs ont une orientation perpendiculaire à la direction de propagation et le champ électrique est perpendiculaire au champ magnétique. (voir dessins ci-dessus)
    Merci pour ta réponse,
    Mais le photon dans tout ça? N'est-il pas une alternance du champ électrique et du champ magnétique? Ou bien est-il composé d'un champ électrique et d'un champ magnétique en phase?

  5. #4
    Deedee81

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Citation Envoyé par Jean-Michel Tengang Voir le message
    Merci pour ta réponse,
    Mais le photon dans tout ça? N'est-il pas une alternance du champ électrique et du champ magnétique? Ou bien est-il composé d'un champ électrique et d'un champ magnétique en phase?
    Ni l'un ni l'autre.
    Le photon est le champ électromagnétique.
    Le photon en est la description quantifiée.
    Le champ EM en est la description classique.
    Tu ne peux parler du cas classique que dans le cas d'un grand nombre de photons (comportement collectif). Tu ne peux donc pas vraiment dire "un photon est composé d'un champ électrique et magnétique...."

    On ne peut même pas dire que le photon correspond à une fréquence précise. On voit ça partout.... car c'est plus facile. On travaille dans une "base de l'espace de Fock" particulière. Mais un photon peut très bien être un état superposé de plusieurs fréquences.

    Donc, tu vois, ce n'est pas si simple

  6. #5
    Jean-Michel Tengang

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    On ne peut même pas dire que le photon correspond à une fréquence précise. On voit ça partout.... car c'est plus facile. On travaille dans une "base de l'espace de Fock" particulière. Mais un photon peut très bien être un état superposé de plusieurs fréquences.

    Donc, tu vois, ce n'est pas si simple
    Merci encore,
    C'est clair que ce n'est pas simple...
    Comment se comporte un photon qui serait un état superposé de plusieurs fréquences? Peut-il être absorbé par une particule? Si un photon est un état superposé de plusieurs fréquences, comment peut-il "voyager" en gardant sa cohésion?
    Dernière modification par Jean-Michel Tengang ; 21/11/2007 à 15h28.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Deedee81

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Citation Envoyé par Jean-Michel Tengang Voir le message
    Merci encore,
    C'est clair que ce n'est pas simple...
    Comment se comporte un photon qui serait un état superposé de plusieurs fréquences? Peut-il être absorbé par une particule? Si un photon est un état superposé de plusieurs fréquences, comment peut-il "voyager" en gardant sa cohésion?
    Pour la deuxième question : en fait "état superposé", c'est juste nous qui le voyons comme ça, c'est un état précis, unique. Si on le représente comme une superposition (quantique !), c'est simplement parceque la représentation vectorielle le permet (en physique quantique, les états sont des vecteurs dans un espace de Hilbert) et par habitude de considérer des fréquences précises.

    Si on utilisait une autre base que la base fréquence (il n'y a pas de base position pour les photons, une curiosité due à la relativité, donc, comme ça de but en blanc, je ne vois pas d'autres bases "naturelles", mais on peut en définir des arbitraires) alors ce sont les états de fréquence précise qui sont superposés. Cette superposition n'est donc que la représentation mathématique, ce n'est pas un truc physique spécial, propre aux photons de fréquence "imprécise".

    Donc, la question ne se pose pas vraiment.

    Pour la première question : peut-il être absorbé par, disons, un atome (provoquant l'excitation d'un électron). Oui, avec une certaine probabilité.
    Pour faire simple, sin on un électron dans l'état 2*|f1>+|f2> (somme de deux états de fréquence précise, à la normalisation près) et si le changement de niveau de l'électron correspond à f1, alors la probabilité est de 4/9 fois la probabilité d'être absorbé s'il avait exactement la bonne fréquence.

    Bon, j'y vais, à demain,

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  10. #7
    detlaf

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Je suis surpris d'apprendre que le photon a plusieurs modes de vibration. J'invite l'auteur de cette re marque à lire quelques cours sur le rayonnement du corps noir. quand a l'etat superpose d'un photon, justement c'est un etat superpose (je renvoie a l'experience epr) et donc impossible de savoir la moindre propriete du photon, mais des lors que l'on fait une mesure sur le systeme tout de vient clair et raisonnable, j'attend le debat contradictoire...

  11. #8
    Deedee81

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Salut detlaf,

    Citation Envoyé par detlaf Voir le message
    Je suis surpris d'apprendre que le photon a plusieurs modes de vibration. J'invite l'auteur de cette re marque à lire quelques cours sur le rayonnement du corps noir. quand a l'etat superpose d'un photon, justement c'est un etat superpose (je renvoie a l'experience epr) et donc impossible de savoir la moindre propriete du photon, mais des lors que l'on fait une mesure sur le systeme tout de vient clair et raisonnable, j'attend le debat contradictoire...
    L'auteur c'est moi

    (P.S. : je connais le corps noir et pas seulement. Ca faisait même partie d'un de mes cours, même si je ne suis pas physicien de formation. EPR non, mais j'ai beaucoup lu depuis ).

    Je parlais de l'état quantique. Et dans un espace de Hilbert (plus précisément de Fock pour les photons), une base en vaut une autre. Et la superposition est une propriété fondamentale des états en physique quantique.

    Par contre je ne parlais pas du tout de la mesure de la fréquence du photon (en fait, j'ai évité la mesure, car je le pouvais et car c'est un sacré piège ). Sur ce point, je suis d'accord avec toi : on mesure toujours une fréquence précise (de plus, je l'ai dit, on travaille toujours dans la base énergie/fréquence pour les photons, donc...)

    Donc, je ne crois pas qu'il y ait contradiction entre tes propos et les miens
    (ce qui n'empêche pas le débat contradictoire).

    Ce problème (lié à l'épineux problème de la mesure) est appelé problème de la "base privilégiée". Par exemple, pourquoi mesure-ton toujours des objets en des endroits précis (base position) et pas superposé (par exemple un état.... non superposé de la base impulsion) ?

    Ce problème est résolu (c'est encore un domaine de recherche) par la décohérence. Je suppose que tu connais. Moi même, je ne suis pas un expert mais j'ai lu (Décoherence, The measurment problem, and interpretations of quantum mechanics, Maximilian Schlosshauer, document 0312059 sur ArXiv) que le fait que dans un système "classique" la base privilégiée est telle ou telle base (souvent position, parfois énergie) est lié à l'hamiltonien d'interaction (typiquement, les termes d'interaction dépendent de la distance).

    Comme ce domaine est un peu à la frontière de mes connaissances, je suis favorable à un tel débat contradictoire, je peux en apprendre beaucoup.
    Par exemple, pourquoi la base prévilégiée est la base énergie pour les photons , je ne sais pas pourquoi (même si, bien entendu, la base position n'existe pas pour les photons).

  12. #9
    Jean-Michel Tengang

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    ***(c'est qui ce "on" ? ). On a à la fois le champ électrique et magnétique, tout le temps.....
    ***Je ne comprend pas bien la question.
    Ce "ON" est un spécialiste de la physique qui essayait de m'expliquer le fonctionnement des champs magnétiques et des champs électriques et la façon dont un photon les utilisait pour se déplacer. Il a alors utilisé ce mot "alternance" et je me rend compte que cela a embrouillé ma perception du photon. En interprétant l'onde électromagnétique en terme de photon, j'ai vu cette onde comme une superposition de photons, mais j'ai mal perçu la forme ondulatoire de ces photons en y intégrant cette alternance. Du coup il est normal que tu ne comprennes pas bien ma question 2), puisqu'une de ses parties est incompréhensible.
    Dernière modification par Jean-Michel Tengang ; 22/11/2007 à 18h54.

  13. #10
    Jean-Michel Tengang

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Non. En fait, ce n'est pas vraiment une alternance (c'est qui ce "on" ? ). On a à la fois le champ électrique et magnétique, tout le temps. Les deux varient en phase (quand l'un est maximum, l'autre aussi).
    Bonjour DeeDee81,
    Je reste intrigué par quelques lectures. Tu dis: "On a à la fois le champ électrique et magnétique, tout le temps. Les deux varient en phase (quand l'un est maximum, l'autre aussi)".
    Mais quand je lis,
    "la variation du champ magnétique crée un champ électrique" et " variation du champ électrique crée un champ magnétique", ici : http://www.encyclopedie-1.com/a/a_/a...e_maxwell.html
    ou " la variation du champ électrique produit un champ magnétique, la variation de ce dernier produit à son tour un champ électrique, et ainsi de suite. Ces champs qui s'auto-entretiennent décrivent donc la propagation d'une onde électromagnétique ", ici:
    http://www.diffusion.ens.fr/vip/pageC00.html
    et surtout, " Une vibration du champ électrique E entraîne l’apparition du champ magnétique B qui variant à son
    tour engendre à nouveau un champ E
    ", ici:
    http://64.233.183.104/search?q=cache...lnk&cd=4&gl=fr

    Certaines de ces affirmations m'interrogent, si dans une onde électromagnétique on prétend que c'est la variation d'un des champs qui entraîne celle de l'autre et que les deux ondes magnétiques et électriques sont strictement en phase, comment savoir celle dont la variation a déclenché celle de l'autre? Si ces affirmations étaient vraies les deux ondes ne seraient-elles pas légèrement déphasées? Ne serait-il pas plus correct de dire que les variations sont simultanées, qu'elles vont de paire sans que l'une ne déclenche l'autre?
    L'autre interprétation que certaines de ses affirmations pourraient entraîner si elles sont vraies c'est que l'onde électromagnétique est en réalité composée d'une superposition d'ondes déphasées de 180°…

  14. #11
    Gwyddon

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    L'auteur c'est moi

    (P.S. : je connais le corps noir et pas seulement. Ca faisait même partie d'un de mes cours, même si je ne suis pas physicien de formation. EPR non, mais j'ai beaucoup lu depuis ).

    Je parlais de l'état quantique. Et dans un espace de Hilbert (plus précisément de Fock pour les photons), une base en vaut une autre. Et la superposition est une propriété fondamentale des états en physique quantique.
    Non non le photon a une fréquence bien particulière et bien définie... Tu confonds changement de base (qui induit des superpositions) avec le concept du photon : si tu change de base dans l'espace de Fock, tu n'as plus d'états à photons définis, ce ne sont plus des états de photon.
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  15. #12
    Deedee81

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Citation Envoyé par Gwyddon Voir le message
    Non non le photon a une fréquence bien particulière et bien définie... Tu confonds changement de base (qui induit des superpositions) avec le concept du photon : si tu change de base dans l'espace de Fock, tu n'as plus d'états à photons définis, ce ne sont plus des états de photon.
    Salut Gwyddon,

    C'est purement conventionnel ça.
    C'est juste parce que toi (enfin pas seulement toi je suppose ) appelle "état à photon défini" un état avec une fréquence précise. C'est strictement arbitraire.

    Il y a des états avec une fréquence non précise et auquel l'opérateur de nombre donne 1. Donc un photon, parfaitement bien définit. Si tu fais référence aux propriétés en disant "défini", il y a des tas de propriétés possibles et toutes ne peuvent être parfaitement définies en même temps (non commutativité oblige). Qui a décrété que la propriété "fréquence" devait être définie ? La seule propriété qui doit être définie est forcément celle de l'observable lié à l'opérateur de nombre puisqu'on parle de photon sous-entendu, justement, les vecteurs propres de cet opérateur.

    Ah ! Et je ne confond pas avec les changements de base car, justement, une base c'est totalement arbitraire. Et ce n'est pas moi qui choisi une base particulière "désignée par le doigt de Dieu" . Un état vaut l'autre. Aucun état n'est "spécial" dans un espace vectoriel (sauf peut-être le vecteur null ). Et selon la base (toutes se valent) ce que tu appelles "superposé" l'est ou ne l'est plus.

    Beaucoup de problèmes dans les interprétations n'existeraient pas si c'était faux. Hélas....

    Ah, si, il y a une base particulière : la fameuse base privilégiée dans les mesures. Mais j'ai expliqué ce point (et voir l'articule de Sdhlosshauer).

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  17. #13
    Jean-Michel Tengang

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Complément ma question précédente:

    Bonjour,

    La question ci-dessous est à rattacher absolument à mon précédent message, elle pourrait permettre de mieux appréhender mes interrogations de ce message.
    "Champs électromagnétiques", "onde électromagnétiques", "photon" me semblent être des concepts qui suivant les interprétations peuvent paraître assez flous. Certains écrivent que "Champs magnétiques", "onde électromagnétiques" et même "photon" c'est la même chose. Puis il y a le point de vue de la physique quantique et celle de la physique quantique.
    Si j'ai parfaitement compris le principe d'un champ en physique quantique et le fait qu'il couvre tout l'espace dans le sens où en chaque point de l'espace une onde électromagnétique peut apparaître ou disparaître, je suis troublé quand on se ramène dans le cadre de la physique classique par la notion de champ électromagnétique.

    La suite doit donc être absolument placée dans le cadre de la physique classique.

    Il semblerait que dans ce cadre, un champ électromagnétique couvre aussi tous les points de l'espace, mais alors quand on prétend qu'une onde électromagnétique et une variation des champs électriques et magnétiques et qu'en même temps certains prétendent qu'une "onde électromagnétique " est un "champ magnétique", alors je m'égare totalement. Car dans ce cas pourquoi dire que l'onde serait provoquée par la variation des champs puisqu'apparemment ces champs étant des ondes varieraient en permanence? Et quand on prétend que ces champs couvrent tous les points de l'espace (alors qu'ils ne sont pas ponctuels), pourquoi ne pas dire directement que l'espace est couvert en chacun de ses points d'une onde électromagnétique, ce qui ferrait de cette onde une entité ponctuelle (ainsi que du photon d'ailleurs)? Et c'est totalement insensé.

    Mais si on estime que le l'onde électromagnétique et le champ électromagnétique ce n'est pas la même chose, et que le second apparaît quand les champs électriques et magnétiques du premier se mettent à varier (de quelle manière exactement? Est-ce la variation de l'un qui provoque celle de l'autre? Si oui pourquoi ces champs en variation ne seraient-ils pas légèrement déphasés? Je pose cette question dans mon message précédent), alors que sont ces champs en physique classique quand ils ne sont pas traversés par une onde? Ont-ils une existence matérielle?

    Je tiens encore à préciser que je n'ai aucun trouble avec le concept de champ quantique. Là les choses sont claires.

    Merci d'avance pour votre aide.

  18. #14
    Deedee81

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Citation Envoyé par Jean-Michel Tengang Voir le message
    Certaines de ces affirmations m'interrogent, si dans une onde électromagnétique on prétend que c'est la variation d'un des champs qui entraîne celle de l'autre et que les deux ondes magnétiques et électriques sont strictement en phase, comment savoir celle dont la variation a déclenché celle de l'autre? Si ces affirmations étaient vraies les deux ondes ne seraient-elles pas légèrement déphasées? Ne serait-il pas plus correct de dire que les variations sont simultanées, qu'elles vont de paire sans que l'une ne déclenche l'autre?
    L'autre interprétation que certaines de ses affirmations pourraient entraîner si elles sont vraies c'est que l'onde électromagnétique est en réalité composée d'une superposition d'ondes déphasées de 180°…
    Salut Jean-Michel,

    Tiens, amusant comme remarque. Je ne m'étais jamais fait la réflexion.

    Ta remarque sur "qui cause quoi" est intéressante. Pourquoi on dit ça ? Non pas à cause de la variation des champs électriques et magnétiques tel qu'ils sont représentés dans une onde électromagnétique car, tu as raison, ça n'y est pas flagrant !!!! La raison de cette affirmation est due bêtement aux équations de Maxwell (dont l'onde électromagnétique est une solution) où effectivement le champ électrique s'exprime comme une variation du champ magnétique et réciproquement (du moins en l'absence de source, par exemple une onde électromagnétique dans le vide).

    L'absence de déphasage vient du fait que non seulement c'est mutuel mais aussi parceque les champs ne sont pas bêtement des fonctions d'une seule variable (du genre E'=B, B'=-E, dont la solution est déphasée). Ce sont des fonctions de l'espace et du temps et la variation d'un champ correspond au rotationnel de l'autre. C'est donc un peu plus compliqué que l'affirmation traditionnelle "la variation de l'un donne l'autre" !

    Et physiquement ?

    En fait, de toute façon, la décomposition du champ électromagnétique (seul objet réellement physique) en champ électrique et magnétique est assez arbitraire : ce n'est que des composantes du champ électromagnétique. Par exemple, prend une charge électrique immobile : tu as tout autour un champ électrique "pur", pas de champ magnétique. Mais pour un observateur en mouvement, il y aura bel et bien un champ magnétique !!!! (note toutefois que le caractère "transerversal" d'une onde électromagnétique est invariant).

    Donc, cette histoire de "l'un entraine l'autre" ne traduit vraiment que les équations. Enfin, d'autres ne seront peut-être pas strictement d'accord avec moi, mais c'est comme ça que je le vois.

  19. #15
    Jean-Michel Tengang

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    En fait, de toute façon, la décomposition du champ électromagnétique (seul objet réellement physique)
    Justement Deedee81,
    Mon dans message précédent je pose une question au sujet du caractère "physique" de ces champs avant qu'une onde n'y apparaisse. En physique QUANTIQUE ces champs semblent être un concept qui traduit la possibilité que des ondes puissent apparaître ou disparaître en tout point de l'espace. Ils n'ont pas d'existence physique.

    En physique Classique, que sont ces champs hors de la présence d'une onde? Quand on parle du "champ magnétique terrestre", n'est-ce pas un abus de langage qui traduit le fait que les champs magnétiques qui l'entourent sont parcourus par des ondes magnétiques? N'est-ce pas parce que certains champs sont en permanence parcourus par des ondes à cause d'une configuration géographique particulière que certaines personnes on fini par voir des champs comme des ondes? S'il n'y avait pas de différence entre les deux concepts, pourquoi parlerait de la naissance des ondes à partir de la variation des champs? Pourquoi la physqiue quantique fait-elle clairement une différence entre les deux?
    Tu trouveras des détails sur ces questions dans mon message précédent.
    Dernière modification par Jean-Michel Tengang ; 23/11/2007 à 14h38.

  20. #16
    Deedee81

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Citation Envoyé par Jean-Michel Tengang Voir le message
    Justement Deedee81,
    Mon dans message précédent je pose une question au sujet du caractère "physique" de ces champs avant qu'une onde n'y apparaisse. En physique QUANTIQUE ces champs semblent être un concept qui traduit la possibilité que des ondes puissent apparaître ou disparaître en tout point de l'espace. Ils n'ont pas d'existence physique.
    Oui, je parlais bien entendu du cas classique (il faut éviter de tout mélanger). En physique classique, ce qui est physique (ou ce qui est plus proche de la réalité physique si tu trouves bizarre que ce qui est physique change selon le point de vue !) c'est le champ électromagnétique (c'est-à-dire la combinaison des champs électriques et magnétiques en une seule entité).

    En physique quantique, ce qui est physique, c'est ce champ quantifié. C'est-à-dire les états photons.

    Citation Envoyé par Jean-Michel Tengang Voir le message
    En physique Classique, que sont ces champs hors de la présence d'une onde?
    Ils ne sont pas nécessairement nuls (il peut y avoir des champs transitoires ou des champs statiques).

    Mais ils peuvent être nuls, bien entendu.

    Je parle bien du cas classique et pas quantique (où il y a toujours des fluctuations, l'état du vide quantique n'est pas le "néant").

    Citation Envoyé par Jean-Michel Tengang Voir le message
    Quand on parle du "champ magnétique terrestre", n'est-ce pas un abus de langage qui traduit le fait que les champs magnétiques qui l'entourent sont parcourus par des ondes magnétiques?
    Non, c'est bien (à très peu de chose près) un champ magnétique statique dipolaire.

    Citation Envoyé par Jean-Michel Tengang Voir le message
    N'est-ce pas parce que certains champs sont en permanence parcourus par des ondes à cause d'une configuration géographique particulière que certaines personnes on fini par voir des champs comme des ondes?
    Non.
    Pour être précis : une onde ce n'est jamais qu'un cas particulier plus général d'un champ quelconque. C'est le cas périodique (même pas nécessairement avec propagation, on parle alors d'onde stationnaire) dans l'espace et le temps. C'est tout.

    Citation Envoyé par Jean-Michel Tengang Voir le message
    S'il n'y avait pas de différence entre les deux concepts, pourquoi parlerait de la naissance des ondes à partir de la variation des champs? Pourquoi la physqiue quantique fait-elle clairement une différence entre les deux?
    Tu trouveras des détails sur ces questions dans mon message précédent.
    La physique quantique ne fait pas de différence entre onde et champ (enfin, pas plus qu'en physique classique, voir ci-dessus). Mais elle distingue le champ classique du champ quantique (les photons). Le champ classique est l'approximation classique du champ quantique (en ignorant le caractère "corpusculaire" des photons et en ignorant les fluctuations). Mais, en pratique, on fait l'inverse : on part du champ classique et on applique, par exemple, la procédure de quantificqation canonique.

    Note qu'à un champ statique (par exemple le champ magnétique dipolaire terrestre) correspond aussi un état quantique (ou plus précisément un état dit semi-classique, superposition d'états plus "simples") de l'espace de Fock (un état avec x photons avec des propriétés bien précises). Mais je ne saurais te dire quel état exactement (te le décrire), ce n'est pas un problème si simple que ça et je ne me suis jamais penché sur la question (je crois que c'est un état avec échange de photons virtuels, sans certitude).

  21. #17
    Gwyddon

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Salut Gwyddon,

    C'est purement conventionnel ça.
    C'est juste parce que toi (enfin pas seulement toi je suppose ) appelle "état à photon défini" un état avec une fréquence précise. C'est strictement arbitraire.
    On a un vocabulaire, autant l'employer

    Il y a des états avec une fréquence non précise et auquel l'opérateur de nombre donne 1. Donc un photon, parfaitement bien définit.
    Tu peux me donner des exemples s'il te plaît ? Parce que là je ne te suis vraiment plus du tout, vu que l'opérateur nombre est du type a+a et les opérateurs a et a+ sont labellés en fréquence et en impulsion dans la décomposition spectrale... Donc on ne se comprend pas

    Ah ! Et je ne confond pas avec les changements de base car, justement, une base c'est totalement arbitraire. Et ce n'est pas moi qui choisi une base particulière "désignée par le doigt de Dieu" . Un état vaut l'autre. Aucun état n'est "spécial" dans un espace vectoriel (sauf peut-être le vecteur null ). Et selon la base (toutes se valent) ce que tu appelles "superposé" l'est ou ne l'est plus.
    Sauf que lorsque l'on parle d'état à nombre de photon déterminé, on parle d'une base bien particulière (justement celle qui diagonalise - entre autre - l'opérateur nombre).

    Pour prendre un exemple, on peut prendre la base des états cohérents, qui a comme propriété d'être de telle sorte que l'évolution d'un état cohérent est un état cohérent, et qui est une base d'états quasi-classiques. Mais dans cette base on ne peut plus parler d'états à un nombre de photons défini.
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  22. #18
    detlaf

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Bonjours a tous,
    j'ai lu vos intterrogation avec intérêt (vous partez un peu ds tous les sens pas facile a suivre et aucune vérité ne transparaît)
    Quoiqu'il en soit peut-on considérer les équations de maxwell comme le couplage des équations magnétiques et électriques... Dans ce cas il doit bien exister une constante de couplage, la comme çà je vois pas (bizarre?). Qd à la forme des ondes électromagnétiques, elles sont justifiées par la forme des équations mais pourquoi cette forme effectivement. est-ce qu'en passant par la théorie quantique des champs on peut expliquer la forme de l'onde la je vois pas comment. Comme les états du champ sont décris en termes d'oscillateurs harmoniques, est-ce que la forme générale des deux ondes ne serait pas une conséquence de cet état? Maintenant à savoir qui crée quoi, les deux ondes je pense existent simultanément, ce sont des état du champ, maintenant seul le couplage entre ces deux champ peut faire qu'il y ait corrélation.
    Qui pourrait m'éclairer sur mes divagation, est-ce que tout cela peut avoir un sens.
    Merci

  23. Publicité
  24. #19
    Jean-Michel Tengang

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Citation Envoyé par detlaf Voir le message
    Bonjours a tous,
    j'ai lu vos intterrogation avec intérêt (vous partez un peu ds tous les sens pas facile a suivre et aucune vérité ne transparaît)
    Quoiqu'il en soit peut-on considérer les équations de maxwell comme le couplage des équations magnétiques et électriques... Dans ce cas il doit bien exister une constante de couplage, la comme çà je vois pas (bizarre?). Qd à la forme des ondes électromagnétiques, elles sont justifiées par la forme des équations mais pourquoi cette forme effectivement. est-ce qu'en passant par la théorie quantique des champs on peut expliquer la forme de l'onde la je vois pas comment. Comme les états du champ sont décris en termes d'oscillateurs harmoniques, est-ce que la forme générale des deux ondes ne serait pas une conséquence de cet état? Maintenant à savoir qui crée quoi, les deux ondes je pense existent simultanément, ce sont des état du champ, maintenant seul le couplage entre ces deux champ peut faire qu'il y ait corrélation.
    Qui pourrait m'éclairer sur mes divagation, est-ce que tout cela peut avoir un sens.
    Merci
    Tu trouveras ici un article intéressant sur le sujet
    pagesperso-orange.fr/dualite-espace-temps/chapitre7.htm

    on y dit par exmple "En conséquence, le concept de champ libre, hors rayonnement, ne correspond à aucune réalité physique....."


    Bonjour,

    Merci de vérifier vos sources, un site qui prétend que la propagation des champs n'existe pas et que les interactions sont instantanées n'est pas un site crédible ! J'ai donc cassé ce lien pseudo-scientifique.

    Gwyddon
    Dernière modification par Gwyddon ; 25/11/2007 à 19h49. Motif: lien cassé

  25. #20
    Chip

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Citation Envoyé par Deedee81
    Il y a des états avec une fréquence non précise et auquel l'opérateur de nombre donne 1. Donc un photon, parfaitement bien définit.
    Citation Envoyé par Gwyddon Voir le message
    Tu peux me donner des exemples s'il te plaît ? Parce que là je ne te suis vraiment plus du tout, vu que l'opérateur nombre est du type a+a et les opérateurs a et a+ sont labellés en fréquence et en impulsion dans la décomposition spectrale... Donc on ne se comprend pas
    Je suis d'accord avec Deedee, il est tout à fait habituel de parler de paquet d'onde à un photon (superposition d'états de Fock n=1 de différents modes). Il suffit que l'opérateur nombre donne un pour parler de champ à un photon. Mais je comprends qu'on puisse être un peu dérouté par cet emploi. Voir par exemple Rodney Loudon ici, page S-10.

  26. #21
    Jean-Michel Tengang

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Introduction pour préciser ma question: Je vais peut-être me faire "fusiller" par les "puristes" de la physique, mais mes interrogations dans cette discussion tiennent compte du fait que la physique dit souvent que tout doit être validé par l'expérimentation et ceci ne me choque pas, simplement, elle se permet de "tricher", notamment quand elle fait la DESCRIPTION de certaines entités physique en s'appuyant sur leurs effets. Elle s'est très souvent lourdement trompée dans ces descriptions, se corrigeant ensuite, mais elle commet toujours l'erreur d'en refaire sur des entités non observées avec de fermes certitudes.
    J'avais déjà lu des tas de choses sur la question, et suite à cette discussion je suis allé en lire d'autres sur le net, car je reste intrigué par les liens qui sont établis entre l'"onde électromagnétique", le "champ électromagnétique" et ses deux composants et le "photon", un peu seulement dans le contexte quantique (c'est bizarre malgré les "floues" qu'on attribue à cette partie de la physique je la trouve nettement plus "claire", même avec ses "paradoxes", ses "décohérences", ses "trous de vers", ses "chaos", etc…), nettement plus dans le contexte classique où l'on lit des choses peu précises, notamment dans l'utilisation des mots "champ" et "onde".

    PHOTON UNIQUE
    Mes interrogations sont donc basées sur la capacité de produire des descriptions absolues d'entités que l'on a jamais pu observer directement (je ne parle pas de leurs effets).
    J'ai lu un article intitulé "Le « film » de la vie et de la mort d'un photon" ici: http://www2.cnrs.fr/presse/communique/1049.htm
    Il l'aurait filmé, et j'étais impatient lors de ma lecture d'atteindre le moment où on me dirait à quoi ressemble un PHOTON UNIQUE. Peut-être que les expérimentateurs en ont tiré une "image", mais qui figure ailleurs. Si quelqu'un sait où, je suis preneur.

    Monopôles Magnétiques. Symétrique du magnétique et de l'électrique
    :
    Ensuite, ma question sur l'utilisation des champs magnétiques et électriques par le photon me venait d'une interrogation sur la disparition des Monopôles magnétiques et de la symétrie parfaite entre les parties magnétiques et électriques d'une onde électromagnétiques. Alors que l'onde qui transporte l'énergie semble ne privilégier aucune de ses parties (en faisant par exemple que l'une ait commencé avant l'autre, ou en octroyant à l'onde électrique une prééminence particulière), on se rend compte que les particules sont à charge électrique et qu'on n'a pas (encore) découvert de particules à charge magnétique. Que les charges électriques font varier le champ électrique, que leur mouvement fait varier le champ magnétique, mais que le magnétisme ne dispose pas des mêmes privilèges. Alors comment se fait-il qu'on ait une symétrie entre le magnétique et l'électrique uniquement dans le transport de l'énergie? Est-ce une symétrie parfaite? N'existerait-il pas un léger déséquilibre quelque part?
    Mais mieux encore, comment se fait-il que le vide ne produise pas des photons virtuels du même type (ie ayant la même symétrie entre une partie magnétique et une partie électrique), alors qu'il semble être capable de produire des particules virtuelles de tous les types? Comment se ferait-il que le photon à la symétrie magnétique/électrique parfaite soit la seule particule à ne pas avoir son équivalent virtuel (à moins que je ne me trompe sur l'image que je me fais d'un photon virtuel, car je me dis que si c'est une onde plane, c'est qu'elle n'est qu'électrique)?

  27. #22
    Gwyddon

    Re : Quelles sont les propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Ok merci Chip et désolé deedee pour mon incompréhension. J'aurai appris quelque chose

    Désolé à Jean-Michel aussi pour le squat de discussion
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  28. #23
    Jean-Michel Tengang

    Re : Quelles sont propriétés précises d'une onde électromagnétique?

    Une autre image de l'onde électromagnétique:
    http://www.phy6.org/stargaze/Sfigs/EMwave.gif

    Source: http://www.phy6.org/stargaze/Fsun5wave.htm

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