Les photons

[Sans Nom]

J'ai du mal à comprendre ce qui se cache derrière les photons. D'après ce que j'ai compris, ils ne sont pas palpables, mais sont seulement des ondes, de la même manière qu'une onde quand on frappe sur une table, sauf qu'à une fréquence différente.

Quand je regarde mon clavier, je vois toutes les touches car la lumière de l'ampoule est reflétée partout y compris vers mes yeux, mais si la lumière qui arrive sur tout ce qui est en face de moi est reflétée dans toutes les directions, y compris vers moi, si je regarde la touche "Y" de mon clavier, comment se fait-il que les photons qui viennent des autres touches ne viennent pas se mélanger à ceux émis par la touche "Y", la rendant difficilement visible? Vous comprenez? Avec ces photons venant de partout, comment peut-on éviter les interférences?

Si je regarde un stylo blanc et qu'à côté de lui il y a un porte-documents rouge, la couleur rouge est projetée vers la rétine, pourquoi ne prend-elle pas la place de la couleur blanche du stylo? Puisque peu importe l'angle de vision, je vois toujours la couleur rouge si je regarde dans la direction du porte document (et du stylo)...

Tous les objets de notre champ de vision émettent bien des photons dans tous les sens, peu importe l'angle de vision, et continuent quand on se déplace. Les photons de ces différents objets devraient tous se superposer sur notre rétine et créer un véritable chaos visuel, non? Un peu comme si on superposait une centaine de négatifs de photographies? Vous voyez ce que je veux dire? Comment ça se fait qu'il n'en soit pas ainsi?


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[invitea774bcd7]

Vous voyez ce que je veux dire?

Non…

Quand tu regardes ton clavier, tu ne vois pas QUE la touche Y. Tu vois tout ton clavier, la table sur lequel il est posé, plein de trucs (ton champ de vision est d'environ 100º Par contre, ton cerveau lui ne peut analyser efficacement que ce qui est dans la zone fovéale qui est d'environ 3º Ce serait beaucoup trop d'informations à analyser sinon)

Je ne comprends pas pourquoi tu voudrais que les couleurs se mélangent… Imagine tu prends une photo de ton stylo blanc et du porte-document rouge. Les couleurs ne se mélangent pas. Tu as une image de ces deux objets.

[inviteccb09896]

Bonsoir

Une autre réponse peut être plus satisfaisante (c'est une autre approche).

Les cônes au font de la rétine sont des photo-récepteurs. Ils ne fonctionnent pas sur l'approche ondulatoire de la lumière mais sur l'approche corpusculaire.

Ce qui explique que dans ce cadre là tu ne peux pas utiliser l'interprétation ondulatoire du phénomène.

[Sans Nom]

Ok, mais vous êtes d'accord que la touche "Y" est visible que je sois en face d'elle, à gauche, à droite, etc... Avec la lumière qu'elle reçoit, elle émet donc des photons dans tous les sens. C'est vrai pour cette touche, mais c'est vrai aussi pour les autres touches.

Si toutes les touches émettent des photons dans tous les sens, là où les photons atterrissent (ex: rétine), il y a au même endroit des photons provenant de la touche "Y" mais aussi de la touche "H", "L", etc... Comment se fait-il que les photons de différents objets arrivant au même endroit ne créent pas une cacophonie?

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteccb09896]

Justement car tu ne traites pas les photons comme des ondes.

Les photons sont des particules alors que les ondes... sont des ondes!

Les photons ne peuvent pas produire de cacophonie (comme tu dis) alors que les ondes si.

Cela peut te paraître bizarre mais c'est un des résultats de la mécanique quantique. Le type d'objet auquel tu as affaire est déterminé uniquement lors de la mesure. Entre-deux, la lumière n'est ni onde, ni photon....

[Chip]

Justement car tu ne traites pas les photons comme des ondes.

Les photons sont des particules alors que les ondes... sont des ondes!

Les photons ne peuvent pas produire de cacophonie (comme tu dis) alors que les ondes si.

Cela peut te paraître bizarre mais c'est un des résultats de la mécanique quantique. Le type d'objet auquel tu as affaire est déterminé uniquement lors de la mesure. Entre-deux, la lumière n'est ni onde, ni photon....

Euh, non, désolé isozv, mais ton raisonnement n'est pas correct. Le fait qu'on voit les touches du clavier distinctement est dû au fait que l'œil forme une image du clavier sur la rétine, ni plus, ni moins. Ça n'a rien à voir avec le fait qu'à un niveau fondamental la lumière est quantifiée. L'aspect quantifié de la lumière ne joue aucun rôle direct ici.

[inviteccb09896]

Certes l'oeil fait une projection homographique de l'environnement. Mais si tu traites avec la mécanique ondulatoire, l'émission et la superposition des ondes tu obtiens alors des interférences, projection (image) ou non.

Bon il est bien sûr possible que les batonnets au fond de l'oeil fassent une transformée de Fourier des signaux reçus (j'en serai pas étonné) mais dire de manière simpliste:

"l'oeil forme une image du clavier sur la rétine"

C'est se détourner de la question d'origine. Il ne veut pas savoir comment se forme l'image mais si entre l'émission et la réception il y a interférence, si non pourquoi? si oui alors comment les batonnets dans la rétine gèrent cela?

C'est la même chose pour le son! L'oreille effectue une transformée de Fourier pour analyser les sons que nous entendons et qui se superposent donc soit:

1. Il faut prendre en considération l'aspect corpusculaire du phénomène uniquement.

2. Soit (1) est n'importe quoi et les batonnets effectuent comme l'oreille une transformée de fourier. Ce qui revient à traiter l'onde libre comme un quanta (cf. mécanique quantique-> solution de la particule libre) et non comme une onde et on retombe sur (1).

[Sans Nom]

Justement car tu ne traites pas les photons comme des ondes.

Hum...

Les photons sont des particules alors que les ondes... sont des ondes!

Des particules?! Mais comment des particules peuvent se déplacer à 320.000 km/s?!!

Les photons ne peuvent pas produire de cacophonie (comme tu dis) alors que les ondes si.

Ok, mais vu que les photons sont des particules, imagine que ce soient des taches de peintures provenant de mes touches, au moment où elles atteignent leur cible, les taches de peinture se mélangent et le résultat est chaotique, nan ?

Entre-deux, la lumière n'est ni onde, ni photon....

Euh...Je suis encore plus perdu qu'au départ

[Chip]

Mais si tu traites avec la mécanique ondulatoire, l'émission et la superposition des ondes tu obtiens alors des interférences, projection (image) ou non.

Le traitement de ce problème avec l'optique ondulatoire est entièrement suffisant (d'ailleurs même la simple optique géométrique suffit). On n'obtient pas d'interférences car les sources de lumière habituelles ont une cohérence (temporelle et spatiale) trop faible. Si tu fais l'expérience avec un laser tu obtiens des effets interférentiels (sous forme de speckle) mais ça ne t'empêche absolument pas de distinguer les touches du clavier. Et, encore une fois, l'aspect fondamentalement corpusculaire de la lumière ne joue ici aucun rôle.

[inviteccb09896]

Des particules?! Mais comment des particules peuvent se déplacer à 320.000 km/s?!!

Pour des détails je te renvoie pour faire simple à l'article de Wikipédia sur la dualité onde-corpuscule:

http://fr.wikipedia.org/wiki/Dualit%...onde-particule

L'article n'est pas très bon mais il à l'avantage de ne pas nécessite d'outils mathématiques difficiles pour le lire.

PS: Pour la vitesse de la lumière il y a une erreur dans la valeur que tu donnes.

[inviteccb09896]

[QUOTE=Chip;1523329]Le traitement de ce problème avec l'optique ondulatoire est entièrement suffisant[QUOTE]

Ton développement mathématique m'intéresserait vivement! L'optique géométrique et ondulatoire ne traite dans 99% des cas que de la situation d'une onde monochromatique idéale (qui ne peut exister entre nous soit dit...).

Si tu me démontres que les ondes électromagnétiques ne se superposent pas en tout point de l'espace sous certaines conditions alors il faudra que je revoie mes bases des solutions des équations de propagation de Maxwell (j'en serai ravi j'adore apprendre de nouvelles choses).

Ceci dit, le fait que la rétine fasse une transformée de Fourier est une certitude scientifique démontrée expérimentalement... Et la seule solution libre à l'équation d'évolution de Schrödinger est le quanta gaussien (pour faire simple...).

[inviteccb09896]

Ceci dit Chip je m'incline fasse à tes connaissances qui sont infiniment plus élevées que les miennes mais je ne demande qu'à apprendre de manière rigoureuse avec démonstrations à l'appui.

[Chip]

Ton développement mathématique m'intéresserait vivement! L'optique géométrique et ondulatoire ne traite dans 99% des cas que de la situation d'une onde monochromatique idéale (qui ne peut exister entre nous soit dit...).

ainsi que toutes les superpositions possibles, par conséquent aussi le cas de la lumière polychromatique. Ce que ne traite pas l'optique ondulatoire, c'est le domaine de l'optique quantique. Et dans le cas qui nous occupe, on est à mille lieues d'avoir besoin de l'optique quantique! Penses-tu que les opticiens du XIXe siècle avaient besoin de connaître la mécanique quantique pour calculer leurs combinaisons optiques?

Si tu me démontres que les ondes électromagnétiques ne se superposent pas en tout point de l'espace sous certaines conditions alors il faudra que je revoie mes bases des solutions des équations de propagation de Maxwell (j'en serai ravi j'adore apprendre de nouvelles choses).

C'est élémentaire... les ondes secondaires émises par les points de l'objet observé sont imagées au niveau de la rétine ("imagée" signifie que tu retrouves une distribution d'intensité lumineuse correspondant à celle dans le plan de l'objet).

Ceci dit Chip je m'incline fasse à tes connaissances qui sont infiniment plus élevées que les miennes

Mais non, je sais pour fréquenter le forum depuis quelques années que tu es très pointu sur des sujets dont je n'ai aucune idée... j'avoue que je suis, du coup, un peu étonné par ton point de vue dans cette discussion.

[inviteccb09896]

Mais non, je sais pour fréquenter le forum depuis quelques années que tu es très pointu sur des sujets dont je n'ai aucune idée... j'avoue que je suis, du coup, un peu étonné par ton point de vue dans cette discussion.

Ben au fait c'est parce que j'ai pas tout étudié dans mon cursus. Par exemple j'avoue ne pas du tout avoir touché aux conditions de cohérence spatiale ou temporelle pour les interférences. Je fais justement des recherches à l'instant pour l'étudier et combler mes lacunes.

Par exemple je vais étudier cela dans les jours à venir:

http://www.unice.fr/DeptPhys/optique/coh/node6.html

qui te donne entièrement raison. Et je suis absolument heureux car je vais apprendre quelque chose de nouveau et d'important de fondamental.

Bonne semaine à toi merci pour ton intervention.

Donc pour répondre à la question initiale de "Sans Nom", les ondes dans le spectre visible n'interférent quasiment pas d'après les développements mathématiques donnés dans le lien plus haut.

Cela n'empêche pas que l'oeil fait quand même une transformée de Fourier...