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Calculer le nombre de photon.



  1. #1
    Floris

    Calculer le nombre de photon.


    ------

    Bonjour, excusez moi encore, on va trouver que j’abuse de ce forum, mais j’ai encore une question. Le jours ou j’en aurai plus, je me demande se qu’il se passera ?

    Voila, je voudrais savoir comment on peut calculer le nombre de photon pour un rayonnement monochromatique bien naturellement ? Et si possible de me dire, quel paramètre ou variable entre en jeux. J’ai quelques idées mais bon cela est incertain.
    Merci encore
    Flo

    -----

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  3. #2
    Jeanpaul

    Re : Calculer le nombre de photon.

    Facile : comme chaque photon porte une énergie h.nu, le nombre de photons par seconde est le flux lumineux divisé par h.nu.

  4. #3
    Floris

    Re : Calculer le nombre de photon.

    "le flux lumineux"

    Tu veux die l'intensitée?
    De plus, un photon est étandu dans l'espace hen? Donc il faut prendre en compte la durée?? Excuse moi si j'ai un peut de mal.

  5. #4
    Jeanpaul

    Re : Calculer le nombre de photon.

    Tout dépend de quoi on parle : de l'énergie lumineuse qui passe chaque seconde à travers une surface de 1 m², alors ce sont des photons par seconde et par m² (un éclairement ou une intensité).
    Ou alors de l'énergie qui passe chaque seconde à travers une surface donnée (un flux).
    A toi de voir.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Floris

    Re : Calculer le nombre de photon.

    "L’énergie qui passe chaque seconde à travers une surface donnée (un flux)."

    Oui ce serai plutôt cela, en fait j'ai encore un peut de problème avec la notion de photon, car si ma compréhension des choses qui est encore loin d'être bonne, je sait, qu'un photon, n'est pas une particules au sans ou je pourrai l'imaginer avec les yeux. Un photon semble être étalé dans l'espace de par sa longueur d'onde. Ce que je me demande, un photon, c'est équivalent à deux crêtes d'onde au niveau classique ou pas? Lorsque je pose la question de comment calculer le nombre de photon, cela me parait insensé (je sait que je fait très probablement erreur) car on peut avoir un photon d'énergie donné et d'intensité donné. La physique quantique à ma connaissance, ne décrit uniquement l'énergie du système non?

    Voile, mon chemin est encore sombre et j'attend un peut de lumière ces le cas de le dire.

    Merci encore
    Flo
    Dernière modification par Floris ; 18/11/2004 à 13h32. Motif: Ereur de frappe

  8. #6
    Jeanpaul

    Re : Calculer le nombre de photon.

    Juste pour t'aider à comprendre un peu. La comparaison vaut ce qu'elle vaut mais le comportement des particules n'est pas conforme à l'intuition (dommage mais c'est ainsi !).
    Imagine les gens du centre de contrôle de la circulation à Rosny sous Bois qui gère les embouteillages. Crois-tu qu'ils aient besoin de connaître la position et la vitesse de chaque véhicule ? Non, ils vont raisonner sur des flux sur chaque route et ça suffit.
    Maintenant, si un accident se produit entre 2 voitures, on va y regarder de plus près pour envoyer une dépanneuse.
    C'est pareil pour un flux lumineux : un caméraman en vidéo va vérifier qu'il arrive assez de lumière (comme les flux de voitures), un physicien va se préoccuper comment la lumière interagit avec le capteur CCD (comme quand ça cogne sur la route).
    Ce sont là 2 points de vue qui ne se contredisent pas, ils se complètent.

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  10. #7
    Sigmar

    Re : Calculer le nombre de photon.

    Moi je vois plutôt le sujet de la manière suivante :
    -La lumière possède deux modèles :
    1)Le photon.
    Celui permet d'expliquer le fait que l'énergie arrive par paquets quantifiés d'énergie égale à h*mu.
    Ce modèle est assez visuel : les photons sont des corpuscules localisés dans l'espace.
    On peut donc dire qu'un photon, c'est un "petit paquet" d'énergie en mouvement.
    2)L'onde électromagnétique.
    Ce modèle permet d'expliquer la diffraction et les intérférences lumineuses.
    Ce modèle est le même que pour les ondes mécaniques classique (vagues à la surface de l'eau). Les intérférences sont comparables.
    On peut donc dire que la lumière est une onde qui se propage sans milieu matériel, mais dont le signal correspond bien à une fonction périodique.

    Les deux modèles ne se confondent donc pas aussi bien que peut le dire Jeanpaul.
    Cependant, Feynman a démontré, je crois, que la dualité onde-corpuscule (et donc photon, onde EM) n'était pas. Mais cela demande déja de sérieuses connaissances en mécanique quantique (je ne sais d'ailleurs pas exactement en quoi cela consiste).

    (si il y a une erreur, n'hésitez pas à me le dire).
    "I have to understand the world, you see." (Richard P. Feynman)

  11. #8
    Floris

    Re : Calculer le nombre de photon.

    Merci Jeanpaul et Sigmar pour ces comentaires. Bon revenons à la chose. Donc si je comprend bien, on calcule le nobre de photons en divisant l'intensitée par hv es cela?

  12. #9
    Lambda0

    Re : Calculer le nombre de photon.

    Oui. Tout à fait.

    En toute rigueur, il y a quand même une petite subtilité : le nombre de photons traversant une surface par unité de temps (le flux : le mot "intensité" est ici un abus de langage) est en réalité une fonction aléatoire caractérisée par une valeur moyenne et un écart type.
    Moyennant quelques hypothèse physiques sur le processus aléatoire générant le flux, l'écart type sur un nombre de photons N est égale à Racine(N), ce qui donne un écart type relatif de 1/Racine(N) : il s'agit du bruit de quantification.

    Exemple :
    Fe = flux énergétique, en W
    Fp = flux photonique, en photons/s
    Fe=1W, lambda=633nm => Fp=Fe/(h.v)=Fe.lambda/(h.c)=3.2E18 photons/s
    L'écart type est de 1.8E9 photons
    On a donc naturellement une incertitude de quelques milliards de photons sur un flux de 1W, mais le bruit relatif est très faible, de l'ordre de 1.8E9/3.2E18=5.6E-10

    Par contre, pour des flux très faibles, ce bruit de quantification peut devenir très important : cas par exemple de l'imagerie d'objets très peu lumineux en astronomie. Il faut augmenter le temps d'exposition pour augmenter le nombre de photons collectés par un pixel CCD, et donc réduire l'importance relative du bruit de quantification.

    Il faut noter que ce bruit n'est pas spécifique au photon : on peut faire exactement le même raisonnement avec le courant électrique.
    On peut toujours compter les électrons en divisant l'intensité en ampères par la charge de l'électron, mais il ne s'agit que d'une valeur moyenne : le nombre d'électrons traversant une section par seconde est une variable aléatoire.

    Moralité : on n'a jamais fini d'apprendre à compter

    A+

  13. #10
    Agel

    Re : Calculer le nombre de photon.

    Citation Envoyé par Lambda0
    le nombre de photons traversant une surface par unité de temps (le flux : ...)
    Salut,

    Lorsque tu dis "…le flux …de photons traversant une surface par unité de temps" je suppose qu'il s'agit d'une surface frontale au champ ? La surface étant une représentation mathématique à deux dimensions, celle-ci n'a pas de réalité physique. Étant donnés la "petitesse" des objets "comptés", l'épaisseur de cette surface (capteurs) doit donc être prise en compte pour une bonne interprétation des résultats. Partant de ce qui précède, je pose la question suivant :

    Savons nous s'il existe une valeur d'énergie limitée quelle que soit l'énergie transmise. (par exemple, un indice de saturation du milieu transmitif) ?

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