Réfraction du photon independant

[inviteede6f437]

Bonjours à tous,

Parlons de l'onde lumineuse un peu... de la réfraction:

Lorsque l'onde lumineuse passe d'un mileu à un autre (suivant un angle autre que 90 degrés) elle est réfractée. Dans le cas de l'ONDE lumineuse.

Qu'arrivera-t-il si on prend indépendement UN photon et qu'on le fais traversé un mileu à un autre ? Ne pouvant être réfracté (ce n'est plus un ''paquet''), sa direction sera-t-elle modifié ? Ou bien, subira-t-elle une trajectoire déterminé avec un système de probabiltié ?

Merci !
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[Skippy le Grand Gourou]

Réponse b, sa trajectoire est déterminée par une probabilité, définie comme le module carré de la projection de sa fonction d'onde (qui décrit son état à un moment donné) sur l'état final, si je dis pas de bêtises. En gros, pour simplifier*:

fonction d'onde = A×réfracté + B×diffusé

et la probabilité qu'il soit réfracté est |A|², la probabilité qu'il soit diffusé est |B|² (avec |A|²+|B|²=1).

[invitea774bcd7]

Qu'arrivera-t-il si on prend indépendement UN photon et qu'on le fais traversé un mileu à un autre ?

Ton photon unique ne traversera pas le milieu. Il sera absorbé par le premier atome du milieu venu. Qui le ré-émettra (ou pas…) dans une direction totalement arbitraire (l'émission spontanée est isotrope).

[invite1c0eeca8]

objections votre honneur !

un milieu transparent doit laisser passer le photon au bout du compte

le photon est absorbé si son énergie coincide avec l'un des "gaps" des niveaux d'énergie de l'atome ( c pe etre le cas ?)

le phénomène de réfraction privilégie une direction et donc je vois mal la réemission isotropiquement probabiliste ?

je ne comprens pas votre raisonnement...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea774bcd7]

le photon est absorbé si son énergie coincide avec l'un des "gaps" des niveaux d'énergie de l'atome ( c pe etre le cas ?)

On ne parle d'un atome unique mais d'un matériau macroscopique composé de atomes
Dans ce cas, il n'y a plus de fréquences bien précises pour lesquelles le matériau absorbe. Il absorbe plus ou moins pour n'importe quelle fréquence continûment.

[invitea774bcd7]

le phénomène de réfraction privilégie une direction et donc je vois mal la réemission isotropiquement probabiliste ?

Pour une onde ou un grand nombre de photon oui. Pour un photon unique, on perd cette notion. J'expliquerais plus en détail ce que je veux dire… Là, faut que j'y aille

[Skippy le Grand Gourou]

le phénomène de réfraction privilégie une direction et donc je vois mal la réemission isotropiquement probabiliste ?

Je l'ai pas vue, mais il me semble que Feynman a fait une conférence très connue sur le sujet, ça doit pouvoir se trouver sur le web. Un petit résumé… En gros, il y a des interférences destructives entre les photons réémis dans toutes les directions sauf une, qui est celle qu'on observe macroscopiquement.

[mach3]

le phénomène de réfraction privilégie une direction et donc je vois mal la réemission isotropiquement probabiliste ?

il faut que tu lises lumière et matière de Feynmann. Le photon unique suit tous les chemins possibles en même temps, et ces chemins interfèrent. Du coup certains s'annulent, d'autre se renforcent, et on a selon le dispositif, des distributions de proba pour les trajectoires possibles.

Par exemple, la lumière semble se déplacer en ligne droite simplement parce que les autres trajectoires possibles s'annulent mutuellement (ce qui n'est plus vrai pour un trou d'épingle : diffraction). L'angle de reflexion = l'angle d'incidence pour les même raisons. Pour la réfraction idem, mais plus compliqué car il faut prendre en compte les interactions photon/electron.

m@ch3

[invite1c0eeca8]

merci à vous 2 pour vos conseils bibliographiques

[invite6dffde4c]

Bonjour.
J'abonde dans le sens de Mach3: je ne saurais trop recommander à tout le monde de lire le petit bouquin de divulgation de Feynman Lumière et matière. Achetez-le, vous ne le regretterez pas.

En gros, si avec l'explication ondulatoire, 15% de la puissance est réfléchie pour des ondes, cela veut dire que 15% des photons individuels seront réfléchis. Le tout au hasard, évidemment.

J'ai un mot à dire à propos de l'absorption suivi de l'émission spontanée de Gerom00.
En réalité, l'absorption n'est pas une absorption réelle, comme celle de la fluorescence ou de la phosphorescente. Ou même de l'absorption suivie de l'émission spontanée ou stimulée dans un laser.
Les solides ou les gaz n'ont pas des niveaux d'énergie appropriés pour tout photon qui se pressente. L'absorption dont parle Gerom00 est une absorption virtuelle sur un niveau d'énergie virtuel suivi de la réémission instantanément. Si l'absorption était réelle, le photon réémis par émission spontanée n'aurait aucune raison de conserver la phase du photon absorbé, et toute la diffraction ou la réflexion spéculaire serait impossible.

Au revoir.

[inviteede6f437]

Merci beacoup de vos référence et explication

C'est bien la physique quantique... les probabilité .

Vos réponses fusse claire, merci

[invitea774bcd7]

Vos réponses furent claires, merci

Le passé simple suffira…

[inviteede6f437]

Oups, désolé, merci !

[Skippy le Grand Gourou]

Je l'ai pas vue, mais il me semble que Feynman a fait une conférence très connue sur le sujet, ça doit pouvoir se trouver sur le web.

Tiens, je viens de tomber par hasard sur quatre de ses cours en vidéo, dont sans doute celui sur la réfraction*: ça se passe par ici.

[inviteede6f437]

Wow, Merci beaucoup pour le lien !