Comment se crée un photon??

[invitefef87329]

OK!! merci deep_turtle et humanino, je n'avais pas compris que c'etait une rotation! Mais comme je n'ai aucune base sur ce sujet pouvez-vous m'éclairer?

C'est quoi une fonction d'onde? pourquoi elle change de signe?
ET enfin: pourquoi les particules de spin 1/2 ne reviennent pas sur elles-memes apres une rotation de 2m* alors que vous dites qu'une particule change de signe par demi tour donc au bout d'un tour elle ne devrait pas rechanger de signe pour redevenir comme avant?

*= je n'ai pas ce caractère

merci!
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[invite8c514936]

pourquoi les particules de spin 1/2 ne reviennent pas sur elles-memes apres une rotation de 2m* alors que vous dites qu'une particule change de signe par demi tour donc au bout d'un tour elle ne devrait pas rechanger de signe pour redevenir comme avant?

Non non, c'est bien au bout d'un tour que la fonction d'onde change de signe, s'il a été dit un demi-tour c'est une erreur...

La fonction d'onde, c'est la fonction qui permet de calculer en chaque point la probabilité de présence des particules (plus précisément, c'est une fonction ayant des nombres complexes comme valeurs, et c'est le module au carré de ces nombres complexes qui donnent les probabilité... Tu peux oublier ce détail dans une première lecture...).

Quant à "pourquoi" elles changent de signe, ben c'est comme ça... Quand on fait de la mécanique quantique, on s'aperçoit qu'il y a deux comportements compatibles avec les principes généraux de la physique quantique quand une particule fait un tour sur elle-même : la fonction d'onde change de signe ou reste la même. C'est profondément relié au spin de la particule (en fait, le signe après un tour, c'est (-1) à la puissance (2*le spin), donc (-1) pour les spins demi-entiers et (+1) pour les spins entiers).

[invite8ef897e4]

Je n'ai pas grand'chose a ajouter a ce qu'a dit deep_turtle, juste que le "ben c'est comme ca" il faut pas mal le prendre
En effet, le probleme de l'origine du spin est une question beaucoup plus difficile que "qu'est-ce qu'une fonction d'onde ?" par exemple.

[invitefef87329]

Merci!

Je chercherais sur google pour completer un peu

[ClairEsprit]

Vous n'avez pas terminé cette intéressante discussion :

Mais du coup me vient une question : le changement de niveau d'énergie se fait par quanta et on aurait donc en conséquence une variation quantique du champ gravitationnel.

Ben non, pour exactement la même raison : quand un atome change d'état, il le fait parce que l'énergie était là et lui a permis de le faire. Il n'y a donc aucune discontinuité de la densité d'énergie dans le voisinage de l'atome, et pas de discontinuité du champ gravitationnel.

En fait je cherchais de prime abord à savoir comment un photon pouvait être produit. Considérons le cas de l'électron qui se désexcite : pourquoi ce phénomène s'accompagne-t-il toujours d'émission de photon ? Est-ce à dire que l'électron ne peut être excité que par une force dont le vecteur est modélisé par un photon ? Si ce n'est pas le cas, pourquoi la désexcitation ne s'accompagnerait-elle pas d'un autre phénomène que celui de l'émission d'un photon, identique à celui qui a produit l'excitation ? Je ne sais pas, par exemple si l'électron peut-être excité suite à l'accroissement local d'un champ de gravitation (je ne sais pas si cela est possible), pourquoi un électron excité préalablement par un photon ne pourrait-il pas se désexciter en modifiant le champ de gravitation ? C'est à dire, si deux phénomènes différents d'excitation sont possibles, alors le retour depuis un état excité ne devrait-il pas se faire au choix également parmi ces deux possibilités, de façon aléatoire et indéterminée ?

[invitea46d7942]

Vous n'avez pas terminé cette intéressante discussion :



En fait je cherchais de prime abord à savoir comment un photon pouvait être produit. Considérons le cas de l'électron qui se désexcite : pourquoi ce phénomène s'accompagne-t-il toujours d'émission de photon ? Est-ce à dire que l'électron ne peut être excité que par une force dont le vecteur est modélisé par un photon ? Si ce n'est pas le cas, pourquoi la désexcitation ne s'accompagnerait-elle pas d'un autre phénomène que celui de l'émission d'un photon, identique à celui qui a produit l'excitation ? Je ne sais pas, par exemple si l'électron peut-être excité suite à l'accroissement local d'un champ de gravitation (je ne sais pas si cela est possible), pourquoi un électron excité préalablement par un photon ne pourrait-il pas se désexciter en modifiant le champ de gravitation ? C'est à dire, si deux phénomènes différents d'excitation sont possibles, alors le retour depuis un état excité ne devrait-il pas se faire au choix également parmi ces deux possibilités, de façon aléatoire et indéterminée ?

l'électron possède une charge électrique (créant un champ électromagnétique), et une masse (créant un champ gravitationnel). Or, cette masse étant très faible, et la force gravitationnelle étant extrêmement moins forte que la force électromagnétique, il est tout à fait normal que tout changement d'état d'un électron entraine une perturbation du champ électromagnétique ("transmises
" par les photons) qui soit infiniment plus importante que la perturbation d'un champ gravitationnel. En fait, si le déplacement d'un électron entraine une perturbation du champ gravitationnel, cette perturbations est complétement ridicule et négligeable! Les physiciens n'arrivent même pas encore à détecter les ondes gravitationnelles provoquées par des sources astronomiques, donc quand à détecter des ondes gravitationnelles produitent pas un électron...

[invite7863222222222]

Bonjour,

donc quand à détecter des ondes gravitationnelles produitent pas un électron...

n'existerait-il pas une gravité de Planck ?

[invitea46d7942]

Bonjour,



n'existerait-il pas une gravité de Planck ?

L'élaboration d'une théorie quantique de la gravitation est acuellement un des objectfs, sinon l'objectif principale de la physique fondamentale. Tout comme la force électromagnétique se transmet par echange de photon, la gravitation se transmettrait alors par échange de graviton. Le plus grand espoir de la quantification de la gravitation est actuellement la théorie des cordes, qui est encore spéculative et inachevée.

[ClairEsprit]

l'électron possède une charge électrique (créant un champ électromagnétique), et une masse (créant un champ gravitationnel). Or, cette masse étant très faible, et la force gravitationnelle étant extrêmement moins forte que la force électromagnétique, il est tout à fait normal que tout changement d'état d'un électron entraine une perturbation du champ électromagnétique ("transmises
" par les photons) qui soit infiniment plus importante que la perturbation d'un champ gravitationnel....

Il est fait état ici de la perturbation induite par l'électron. Or, je n'ai pas posé la question en ces termes : on sait qu'un électron placé dans un état très énergétique suite à la "collision" avec un photon également très énergétique, se désexcitera en émettant un photon en rapport avec cette énergie, et pas du tout en rapport avec sa propre charge. En conséquence, pourquoi un électron placé dans un tel état d'énergie suite à l'action d'un champ gravitationnel, si cela est possible, ne se desexciterait-il pas en induisant de même une perturbation du champ gravitationnel sans rapport avec sa masse ? Et par extension, puisque la désexcitation est totalement indépendante de l'excitation, le phénomène pourrait s'accompagner soit de l'émission de photon, soit d'une perturbation du champ gravitationnel. Donc la question est : pourquoi toujours un photon ?

[ClairEsprit]

Bon, est-ce que quelqu'un sait oui ou non si un corps massif électriquement neutre à proximité d'un atome peut provoquer un changement d'état d'un électron suite à une force gravitationnelle en le "plaçant sur une orbite" plus énergétique ? A priori je ne vois pas ce qui l'empêcherait ? A part peut-être le fait que tout l'atome est soumis à la force gravitationnelle et que l'ensemble est entraîné... Bon... alors avec une masse judicieusement répartie pour retenir l'atome d'un côté, et une autre pour éloigner l'électron de l'autre ?

[invite395fb64a]

Il est fait état ici de la perturbation induite par l'électron. Or, je n'ai pas posé la question en ces termes : on sait qu'un électron placé dans un état très énergétique suite à la "collision" avec un photon également très énergétique, se désexcitera en émettant un photon en rapport avec cette énergie, et pas du tout en rapport avec sa propre charge. En conséquence, pourquoi un électron placé dans un tel état d'énergie suite à l'action d'un champ gravitationnel, si cela est possible, ne se desexciterait-il pas en induisant de même une perturbation du champ gravitationnel sans rapport avec sa masse ? Et par extension, puisque la désexcitation est totalement indépendante de l'excitation, le phénomène pourrait s'accompagner soit de l'émission de photon, soit d'une perturbation du champ gravitationnel. Donc la question est : pourquoi toujours un photon ?

En lisant cette phrase, il me semble comprendre que les niveaux d'energie et les transitions radiatives dansun atome ne dependent pasdes caracteristiques de l'electron. Si c'est bien ce que cette phrase veut dire, alors elle est FAUSSE. Les niveaux d'energie sont proportionnels a la masse et la charge. Donc si un electron est frappe par un photon, les etats d'energies qu'il va occuper sont correles a sa charge et a sa masse, et par extension, le photon emis apres desexcitation est lui aussi correle.

[invitea46d7942]

Bon... alors avec une masse judicieusement répartie pour retenir l'atome d'un côté, et une autre pour éloigner l'électron de l'autre ?

Bien difficile , ce que tu proposes!!! Comme j'avais essayer de t'expliquer, la raison est l'énorme différence de force entre l'électromagnétisme et la gravitation. Ces deux forces ne jouent pas du tout dans la même catégorie, c'est un peu si tu voulais déchirer une feuille de papier sans la toucher, mais en mettant les deux mains de chaques cotés afin que chaques cotés de la feuille soient attirés gravitationnellement par sa main respective, ce qui aurait tendance à séparer les deux cotés de la feuille, et donc à la déchirer! Inutile de te dire que la feuille sera particulierement insensible à l'attraction gravitationnelle de tes deux mains !!
Et puis, plus géneralement, les physiciens ont développé le language de la physique quantique pour traiter le monde atomique et subatomique. Il se trouve qu'à ces échelles, le gravitation, vu son extreme faiblesse par rapport aux trois autres forces (nucléaires faible et forte, électromagnétisme) ne joue aucun rôle, mis à part dans les conditions extreme (trous noirs, big bang), mais dans de tels conditions, ils n'ont de toute façon pas encore trouvé le moyen de concilier gravitation et physique quantique.

[ClairEsprit]

. Les niveaux d'energie sont proportionnels a la masse et la charge. Donc si un electron est frappe par un photon, les etats d'energies qu'il va occuper sont correles a sa charge et a sa masse, et par extension, le photon emis apres desexcitation est lui aussi correle.

Exact. J'ai revu mes vieux cours... je dois remettre sérieusement à niveau mes connaissances en MQ !

[ClairEsprit]

Il se trouve qu'à ces échelles, le gravitation, vu son extreme faiblesse par rapport aux trois autres forces (nucléaires faible et forte, électromagnétisme) ne joue aucun rôle, mis à part dans les conditions extreme (trous noirs, big bang), mais dans de tels conditions, ils n'ont de toute façon pas encore trouvé le moyen de concilier gravitation et physique quantique.

Ce que tu dis implique que dans des conditions normales il est impossible de placer un électron sur une orbite haute autrement que par l'action d'une force électromagnétique ou d'une collision. En fait, ma question initiale, si on passe les grosses inepties du genre les niveaux d'énergie ne sont pas proportionnels à la masse ou la charge de l'électron , reste posée : s'il existe plusieurs moyens d'exciter un électron, pourquoi n'existe-t-il qu'une façon de le relaxer ? Ne peut-on pas imaginer que l'énergie libérée par la relaxation soit utilisée autrement que pour créer un photon de fréquence adaptée à l'énergie, par exemple pour produire un phénomène élémentaire nécessitant cette même énergie (création de particule, que sais-je...) ? En gros, ce qui me gêne, c'est cette asoociation directe qui semble être faite entre lumière et énergie, et que l'on ne verrait se produire qu'avec le cas des électrons...

[ClairEsprit]

Les niveaux d'energie sont proportionnels a la masse et la charge.

En continuant dans mes cours : la quantification des niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène n'est plus dépendante de la masse ni de la charge; en effet la formule En=-13,6/n2 eV donne l'énergie du niveau n de l'atome d'hydrogène. En revanche dans le modèle de Bohr ces niveaux sont proportionnels à la charge et à la masse mais c'est uniquement dû au modèle qui a permis de les calculer.

[ClairEsprit]

la quantification des niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène n'est plus dépendante de la masse ni de la charge; en effet la formule En=-13,6/n2 eV donne l'énergie du niveau n de l'atome d'hydrogène. En revanche dans le modèle de Bohr ces niveaux sont proportionnels à la charge et à la masse mais c'est uniquement dû au modèle qui a permis de les calculer.

Bon. La formule est la même; -13,6 eV c'est l'énergie du premier niveau et elle dépend de la charge et de la masse de l'électron. OK. Mais ce qui est remarquable, c'est que les énergies suivantes ne sont données que par la variation du nombre n; si par exemple on conserve une image d'interaction eléctromagnétique électron / noyau, on n'a cependant pas de dépendance en e/r2 pour le calcul des niveaux supérieurs.

[invite395fb64a]

Pour ce qui est de ton questionnement, je pense qu'il est evident que l'electron aime bien se desexciter en emettant un photon. Peut etre qu'il existe autre chose, mais jusqua present on n'a rien vu, et pourtant des experiencex, c'est pas ce qui manque...
Pour ce qui est de la gravitation, rien ne nous interdit de supposer qu'il puisse y avoir excitation par un champ gravitique, et emission d'un graviton lors de la desexcitation. Cependant, il est clair que comparativement aux phenomenes electromagnetiques, celui-ci est tres tres, mais alors tres tres faible (cf l'experience des mains qui est tres illustrative a mon sens). De toute les facons, il n'existe pas de theorie quantifie de la gravitation reconnue, avec laquelle on pourrait s'amuser a faire des calculs, et a prevoir ces resultats.
Donc pour revenir a la creation du photon, celui-ci est la manifestation de phenomenes electromagnetiques, qui apparaissent des qu'on s'interesse a des systemes charges.
Je ne voie pas trop ce que l'on peut ajouter a ceci, si ce n'est que ca a deja ete dit...

[invitea46d7942]

? Ne peut-on pas imaginer que l'énergie libérée par la relaxation soit utilisée autrement que pour créer un photon de fréquence adaptée à l'énergie, par exemple pour produire un phénomène élémentaire nécessitant cette même énergie (création de particule, que sais-je...) ?

Peut être peut on ajouter que chaque phénomène physiques doit respecter certains principe qui interdit que n'importe quelles particules soient émises pour un phénomene précis. Dans la phrase ci-dessus, tu as déjà mentionné une des contraintes imposées par les lois physiques: la conservation de l'énergie. Mais ce n'est pas la seule contrainte, et par exemple, un quark même en possédant l'énergie adéquate, ne pourrait pas être émis lors de la désexcitation de l'électron, car cela violerait la conservation de la charge électrique.

[ClairEsprit]

Peut être peut on ajouter que chaque phénomène physiques doit respecter certains principe qui interdit que n'importe quelles particules soient émises pour un phénomene précis.

Absolument. Cela me revient... charge, nombre baryonique, et puis peut-être une histoire de couleur et d'étrangeté en ce qui concerne les quarks, il faudrait que je me replonge dans mes cours. Fort bien... mais tout cela, ce sont des règles. La conservation de l'énergie, c'est vraiment quelque chose d'intuitivement respectable. Mais la conservation de la charge et puis le reste, ça ne fait vraiment pas "sérieux", ça fait trop "c'est comme ça et pas autrement". Je sais bien que parfois il faut s'en contenter et que l'intuition n'est pas toujours bonne conseillère mais en l'ocurrence il faudrait expliquer en profondeur pourquoi ces règles existent... je suppose que les physiciens y travaillent.

[invitea46d7942]

Absolument. Cela me revient... charge, nombre baryonique, et puis peut-être une histoire de couleur et d'étrangeté en ce qui concerne les quarks, il faudrait que je me replonge dans mes cours. .

C'est presque ça! étrange, c'est le nom d'un quark. Il y a bien la couleur, et l'autre attribut, c'est la saveur.

Fort bien... mais tout cela, ce sont des règles. La conservation de l'énergie, c'est vraiment quelque chose d'intuitivement respectable. Mais la conservation de la charge et puis le reste, ça ne fait vraiment pas "sérieux", ça fait trop "c'est comme ça et pas autrement". Je sais bien que parfois il faut s'en contenter et que l'intuition n'est pas toujours bonne conseillère mais en l'ocurrence il faudrait expliquer en profondeur pourquoi ces règles existent... je suppose que les physiciens y travaillent.

En fait, à bien y regarder, la conservation de l'énergie n'est pas beaucoup plus intuitif que la conservation de la charge. Il y a pas mal de donné ou de principe en physique qui ne sont pas profondément expliqué. C'est ce qu'on appelle des connaissances empiriques. La tendance de la science, c'est de parvenir à expliquer à l'aide de théorie toujours plus fondamentales ces données et ces principes empiriques, mais en l'absence de ces explications, on est quand même obligé d'en tenir compte si on veut avancer.

[ClairEsprit]

Pour ce qui est de la gravitation, rien ne nous interdit de supposer qu'il puisse y avoir excitation par un champ gravitique, et emission d'un graviton lors de la desexcitation. Cependant, il est clair que comparativement aux phenomenes electromagnetiques, celui-ci est tres tres, mais alors tres tres faible (cf l'experience des mains qui est tres illustrative a mon sens).

C'est ce que je voulais faire entendre. Maintenant c'est vrai que comparativement aux phénomènes électromagnétiques, c'est négligeable (j'ai apprécié aussi l'exemple des mains et je me suis senti un peu confondu ) Pour autant, cela ne l'est plus lorsqu'il s'agit de compréhension globale des phénomènes, et lorsqu'on dispose d'une nouvelle voie de compréhension, on est mieux armé et le champ des possibilités s'élargit.

[invitea4761e44]

Bonsoir,

Je suis nouveau et débutant, je le répeterais pour vous dire, prière d'ajuster la réponse à cette question avec mon niveau trop bas.

1) Pourquoi la vitesse du photon est toujours constante?
2) Est ce que tout les photons sont identiques?
3) Si le graviton n'existe pas ainsi que le boson de higgs, est ce que cela signifié que la théorie des cordes est une imagination théorique ou bien il est impossible d'unifier tout les loi selon un modèl unique d'interraction ou encore les deux?

Je souhaiterais que cette théorie ne sera jamais abondonnée!
bien cordialement

[invite88ef51f0]

1) Pourquoi la vitesse du photon est toujours constante?

C'est une loi de la physique ! Une particule sans masse va forcément à la vitesse de la lumière.

2) Est ce que tout les photons sont identiques?

Les photons différent par leur fréquence et par leur polarisation. Mais deux photons de même fréquence et de même polarisation sont strictement identiques.

[invitea4761e44]

C'est une loi de la physique ! Une particule sans masse va forcément à la vitesse de la lumière.
Les photons différent par leur fréquence et par leur polarisation. Mais deux photons de même fréquence et de même polarisation sont strictement identiques.

Bonsoir,
Je suis le plus chanceux de la planète parce que sur le forum j'ai trouver des personnes les plus formidables que je trouverais pas ailleurs.

Merci pour votre réponse mais je n'ai pas compris la première, donc je devrais la poser d'une autre manière
1) si un corps tombe ceci explique la gravité, est ce qu'il y a une explication pour la vitesse de la lumière, pourquoi elle est constante? et pourquoi 300000km/s? pourquoi ne pas par exemple 500000km/s ? est ce que le fait de ne pas avoir une masse implique automatiquement que la vitesse de déplacement vaut C ?
ou encore devrais-je comprendre que si un corps est placé dans un vide gravitationnel meme s'il a une masse ou moment que cette dernière ne présente aucun importance car G=0 , donc sa vitesse dépendra seulement de la force d'ejection? et sa masse sera qu'un messager de cette force?

Pour la troisième question, prière de me fournir une réponse et de corriger mes erreurs car comme débutant je voudrais toujours faire le point de mes idées maintenant mieux que plus tard.

Merci Coincoin et bien cordialement

[invitea774bcd7]

Je reviens 2 secondes sur la masse du photon…

Personnellement, je suis persuadé que la masse du photon n'est pas nulle. Je ne peux pas comprendre pourquoi le photon serait un boson si spécial que sa masse est identiquement nulle…

Les limites actuelles sur la masse du photon engendre une portée de la force électromagnétique de l'ordre du diamètre de l'univers; ce qui me semble très raisonnable.
L'univers à une dimension finie --> le photon a une masse non nulle

Quant à toutes les conséquences « impensables » d'un photon massif, ce sont des effets insignifiants vu l'ordre de grandeur actuelle de la masse du photon

Mais je suis d'accord : c'est plus philosophique qu'autre chose En tout cas, ça conforte mon cerveau

Z'en pensez quoi ?

[pmdec]

Bonsoir,

C'est une loi de la physique ! Une particule sans masse va forcément à la vitesse de la lumière.
Les photons différent par leur fréquence et par leur polarisation. Mais deux photons de même fréquence et de même polarisation sont strictement identiques.

Juste un petit n'importe quoi en passant pat là : se pourrait-il que les photons existent "arêtés" (sans énergie, donc indétectables avec "nos" appareils) avant "d'être créés" (dans le sens de ce fil) ?
Pourrait-il y en avoir partout (au secours !), tapis (cachés) dans l'ombre (!), attendant, deux par deux, un petit peu d'énergie qui traîne pour l'absorber et partir à fond la caisse ? ?

Bon, allez, je retourne à mon hélico ...

[invite5e5dd00d]

A ce compte là, tous les trucs indetectables peuvent exister...

[invite9c9b9968]

Je reviens 2 secondes sur la masse du photon…

Personnellement, je suis persuadé que la masse du photon n'est pas nulle. Je ne peux pas comprendre pourquoi le photon serait un boson si spécial que sa masse est identiquement nulle…

Bonjour,

Vous pouvez penser ce que vous souhaitez, cependant la nature n'obéit pas à vos envies... Et au passage les gluons aussi sont de masse nulle

Les limites actuelles sur la masse du photon engendre une portée de la force électromagnétique de l'ordre du diamètre de l'univers; ce qui me semble très raisonnable.
L'univers à une dimension finie --> le photon a une masse non nulle

Absolument faux. Il n'y a pas de corrélation entre la finitude de l'Univers et la masse du photon.

Quant à toutes les conséquences « impensables » d'un photon massif, ce sont des effets insignifiants vu l'ordre de grandeur actuelle de la masse du photon

Là par contre, il faudrait faire attention : les photons il y en a beaucoup et ça peut jouer !

[invite88ef51f0]

se pourrait-il que les photons existent "arêtés" (sans énergie, donc indétectables avec "nos" appareils) avant "d'être créés" (dans le sens de ce fil) ?

Non. C'est impossible car la masse est nulle, donc toute l'énergie du photon (qui n'est pas nulle car sa fréquence n'est pas nulle) est dans le mouvement.
Pour une particule de masse très faible (comme les neutrinos), il faut vraiment qu'ils aient très peu d'énergie pour qu'ils n'aillent pas à des vitesses relativistes.

Là par contre, il faudrait faire attention : les photons il y en a beaucoup et ça peut jouer !

Effectivement, le photon est la particule la plus présente dans l'Univers. Il y en a des millions de fois plus que de baryons (protons, neutrons).
Et je pense que les limites expérimentales les plus fortes sur la masse du photon ne viennent pas de la portée de l'interaction, mais sur le fait que lorsqu'on regarde un objet très lointain toutes les fréquences arrivent exactement en même temps. Si le photon avait une masse, à fréquences, et donc impulsions, différentes la vitesse de propagation n'est pas la même.
Pour l'anecdote, la supernova de 1987 avait permis à partir d'une dizaine de neutrinos détectés de fixer une limite supérieure sur la masse du neutrinos. A l'époque, c'était la meilleure limite disponible. Tout ça pour quelques secondes d'écart entre les neutrinos d'énergies différentes.

[inviteca4b3353]

Et je pense que les limites expérimentales les plus fortes sur la masse du photon ne viennent pas de la portée de l'interaction, mais sur le fait que lorsqu'on regarde un objet très lointain toutes les fréquences arrivent exactement en même temps.

Ici ce trouve page sur les diverses contraintes expérimentales sur la masse du photon, la plus forte est donnée par l'étude des vents solaires : soit au moins (grosso modo le nombre d'Avogadro !) plus léger qu'un électron !

http://pdglive.lbl.gov/popupblockdat...000M&fsizein=1

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