Comment un miroir réfléchit, au niveau atomique ?

[choom]

Bonjour à tous.

Quelqu'un peut-il me donner une description, au niveau atomique, de la manière dont la lumière est réfléchie par un miroir :
j'aimerais comprendre les raisons à l'origine de la loi
de physique qui dit qu'un rayon lumineux est renvoyé par une surface réfléchissante avec un angle symétrique opposé à l'angle d'incidence.

Je m'imagine qu'à l'échelle atomique, un photon est absorbé par l'un des électrons d'un atome de la surface rencontrée, cet électron changeant d'orbite lors de l'absorption puis qu'immédiatement après cet électron retrouve son orbite première en ré-émettant un photon.

Qu'est-ce qui expliquerait que le photon soit renvoyé à chaque fois avec un angle exactement opposé à son angle d'incidence ?

Ce n'est en tous les cas pas lié à sa longueur d'onde, puisque toutes les couleurs sont réfléchies pareillement. Ce n'est pas non plus lié à
la matière du miroir, puisque même sur un piètre miroir de n'importe quelle matière tant soit peu réfléchissante, la majorité des photons qui ne sont pas absorbés ou déviés par une imperfection sont également réfléchis pareillement.

D'avance merci à qui peut éclairer ma lanterne de néophyte en physique.
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[invite4ff2f180]

Pour expliquer les lois de Descartes, le plus simple est d'utiliser les équations de Maxwell. C'est une description classique du phénomène. On la trouve dans de nombreux livres de niveau licence (L2 je pense).
Le traitement quantique est impossible à ma connaissance : il y a beaucoup, beaucoup trop de paramètres !! De toutes façons vu le nombre de photons / atomes, le traitement classique est largement justifié !

[invitedc31994f]

La lumière peut être décrite comme une onde électromagnétique. C'est à dire avec un champ électrique et un champ magnétique oscillant qui avance dans l'espace.

Le champ électrique va faire osciller les atomes de ton matériau, exactement comme une balle accrochée à un ressort. Ces atomes en oscillant vont générer à leur tour une onde électromagnétique dans toute les directions.

Maintenant pourquoi dit on que la lumière repars avec un angle opposé à celui d'incidence ?

En faite il y a interférence. Je m'explique. Tous les atomes de ton bout de matériau génèrent une onde électromagnétique dans toutes les directions. Seulement en additionnant les contributions de tous les atomes et en calculant l'intensité lumineuse on montre que le maximum de luminosité est obtenu exactement pour un angle opposé à l'angle d'incidence. C'est en cela qu'il y a interférence, les contributions se détruisent sauf pour un angle égale à l'opposé de celui d'arrivée.

Voila l'explication du phénomène avec la théorie ondulatoire.

[choom]

Merci Mixoo et Paul1 pour vos réponses.
Elles ne me satisfont qu'à moitié mais cela ne tient pas à vous :
je crois que je dois d'abord apprendre - si ce n'est pas utopique de le faire
en autodidacte au départ d'internet - les bases de l'électonique quantique pour pouvoir comprendre les explications que je recherche.
Je viens seulement de voir qu'une question pareille à la mienne a été posée il y a un an, voir "Réflexion lumineuse en mécanique quantique". Mais les réponses qui s'y trouvent nécessitent un bagage que je dois d'abord acquérir. ( Si quelqu'un connait une bonne approche de vulgarisation de l'électronique quantique abordable par quelqu'un de niveau bac+1 en physique en bac+2 en maths....)
Bonne soirée à tous.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Bonjour Choom et bienvenu au forum.
Les explications que Mixoo et Paul1 vous ont données sont les bonnes.
On n'utilise pas le modèle quantique "ordinaire" pour expliquer la réflexion par un miroir. L'absorption-réémission par un atome ne fonctionne pas du tout. Les niveaux d'énergie ne sont pas là et s'il avait absorption et réémission, la phase de l'onde serait perdue et la réflexion partirait dans n'importe quelle direction.

Mais il y a bien le "modèle ultime", celui de l'électrodynamique quantique, qui utilise bien l'absorption réémission. Mais les deux sont virtuelles et le niveau d'énergie aussi. De plus, malheureusement, ce modèle est tellement merdique, qu'il n'est pas utilisable pour les exemples courants.

Si vous voulez vous donner une idée, lissez le petit bouquin de divulgation écrit par un des ces inventeurs, Feynman. Il s'agit de Lumière et matière. Il ne coute que 6,50 €. S'il ne vous plait pas, au moins vous ne vous serez pas ruiné.
Au revoir.

[choom]

Merci LPFR, je vais de ce pas m'acheter ce bouquin,
et prendre quelque mois pour en maîtriser le contenu.
Bonsoir à tous.

[invite93279690]

Salut,

Moi je croyais plutot que c'était une histoire de plasmon de surface pour les miroirs. Sinon tous les matériaux seraient réfléchissants comme les miroirs non ?