Lumière

[kheopsyco]

Salut à tous,

Excusez un peu mon bas niveau en physique,mais n'ayant jamais fait d'études dans le domaine j'aimerais un peu mieux comprendre par moi même.

La lumière est "véhiculée" par le photon,qui semble avoir à la fois les propriétés d'une particule et celles d'une onde.
Mais quel phénomène provoque l'émission de lumière(photon) par un atome?

Est-ce qu'une lumière émise par un seul atome serait perceptible dans toutes les directions,un peu comme une onde sur la surface de l'eau quand on y jete un caillou,mais dans ce cas ci dans toutes les direction,comme une sphère s'étendant dans l'univers ou doit-on plutot imaginer une "particule-onde" se dirigeant dans une seule direction,en un seul point,comme une balle de fusil?
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[invitec8b46424]

Bonsoir,
Je pense que le phénomène qui est à l'origine de l'émission d'un photon par un atome est le fait que le ou les électrons tournant autour du noyau ont tendance à revenir à leur état stable (car ils sont excités pour diverses raisons) et pour ce faire ils émettent un photon (qui n'a pas tjrs la mm énergie) et perdent de l'énergie,ils reviennent donc à leur état stable.

Pour l'autre question,je ne sais pas exactement quoi répondre car en physique quantique si la particule n'est pas observé,alors on ne peut pas dire exactement où elle est.Mais je dirai que le photon est comme ce "balle de fusil" mm si j'en ai aucune preuve.

[Decius]

Plus pour apporter un élément de réflexion que de réponse, je serais d'avis qu'un atome se désexcitant (de la manière dont le précise samil) émet un photon dans une seule direction. Mais dans la nature, il faut considérer un nombre de quelque milliards d'atomes par objet (et encore, en étant avare!) qui émettraient ainsi chacun dans une direction aléatoire, donc dans toutes les directions en sommant la contribution de tous ces atomes, d'où "l'illusion" d'une lumière se diffusant telle une onde sphérique.

En considérant qu'un photon est plus un quantum d'énergie électromagnétique qu'une réelle particule, et plus "localisé" qu'une onde, je pense que la détection d'un unique photon (comme je crois que cela puisse être le cas en labo expérimental) suggère le concept "balle de fusil".

[LPFR]

Bonjour.
On en peut pas dire que la lumière soit "véhiculée" par des photons, pas plus que par des ondes électromagnétiques.
On utilise deux modèles pour expliquer les phénomènes "lumière" dans le sens général. Le modèle avec des photons et le modèle avec des ondes électromagnétiques. On choisit l'un ou l'autre des modèles suivant le cas et ce que l'on veut expliquer.
Il est aussi idiot d'essayer d'expliquer le fonctionnement d'une antenne et des ondes radio en utilisant le modèle de photons que d'essayer d'expliquer l'effet photoélectrique avec des ondes électromagnétiques.
Pour la lumière visible elle même, on utilise le modèle avec des photons pour expliquer l'émission des raies atomiques et le modèle ondes électromagnétiques pour expliquer la diffraction et les interférences.

Je profite pour insister que les photons ne sont pas toujours émis par un électron qui change de niveau d'énergie dans un atome. C'est le cas pour les émissions des tubes à décharge et dans la fluorescence des tubes fluo. Mais ce n'est pas le cas dans l'émission du filament d'une ampoule classique ni dans la lumière du soleil.
Dans le cas d'une LED (pas blanche), le photon est émis par un électron qui passe d'un niveau à un autre du cristal de semi-conducteur et non des niveaux atomiques.

Finalement, quand on utilise un modèle à photons, ceux-ci son émis "comme une balle". Mais dans n'importe quelle direction (sauf exceptions) imprévisible.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitec8b46424]

Excusez-moi de ma faute,c'est vrai que c'est l'atome qui se désexcite et non pas l'électron.Il était bien tard,j'étais vachement fatigué.
Excusez-moi encore,merci à LPFR

[LPFR]

Excusez-moi de ma faute,c'est vrai que c'est l'atome qui se désexcite et non pas l'électron.Il était bien tard,j'étais vachement fatigué.
Excusez-moi encore,merci à LPFR

Re-bonjour Samil.
Vous n'avez pas à vous excuser.

Mais j'insiste que l'émission de lumière (ou des photons) ne correspond pas toujours à un atome que se désexcite ou à un électron qui change de niveau d'énergie.
Le rayonnement du corps noir ou le rayonnement de Čerenkov, ni le bleu du ciel, ne sont pas dus à des électrons qui changent de niveau.
A+

[invitec8b46424]

Je sais que pour l'atome c'est un problème de niveau d'enérgie mais pour l'électron ce n'est pas plutôt le fait de s'approcher du noyau??
Parce que l'électron a tendance a revenir vers le noyau et donc reviens grâce à ses orbites précis il s'approche du noyau et reviens soudain en "altitude" (je ne sais pas pourquoi) ce qui le ramène à perdre de l'énergie.
J'avais lu qqch de ce genre,mais je ne me rappelle pas d'avoir vu que les électrons avaient aussi un niveau d'énergie.

[Thibaut42]

Bonjour,

Cet article devrait clarifier tes interrogations: http://fr.wikipedia.org/wiki/Excitation_%28physique%29

[invitec8b46424]

Merci,j'vais voir ça

[Rhodes77]

Bonjour,

Quelques petites "précisions" si j'ose dire. D'abord le photon n'admet pas le comportement tantot d'une onde, tantot d'une particule, mais c'est la lumière qui admet ces propriétés.
Le photon lui ne traduit que le comportement ondulatoire de la lumière en ce qu'il porte intrinsèquement de la quantité de mouvement, de l'énergie et du moment cinétique.
Je n'ai pas l'habitude de découpler la notion de photon de celle d'onde électromagnétique dans le sens où le photon est l'excitation élémentaire des modes de ces ondes.
La question initiale, si on y revient, est donc de savoir si le photon émis à sa création se comporte comme une onde ou comme une particule. Mais adopter le formalisme du photon, c'est s'affranchir du comportement ondulatoire de la lumière d'une part, et adopter un formalisme quantique d'autre part, qui n'est pas compatible avec la notion de trajectoire.
Ainsi, à mon sens, la question initiale n'admet pas de réponse : un photon n'est pas une onde, il ne se comporte pas en tant que tel, et d'autre part on ne peut pas dire qu'il soit émis dans une direction (ou dans un angle solide) donnée en tant qu'objet quantique.
Tout ça pour dire que je ne peux pas dire...

Bye !

[Pfhoryan]

Bonsoir,

Les ondes électromagnétiques sont créées par l'oscillation d'une charge. Il en est de même pour les photons émis par les atomes lors d'une transition électronique (oscillation de l'électron entre deux orbitales). D'ailleurs çà se calcule très bien comme expliqué ici. Voire en particulier l'animation d'une transition d'une orbitale 2p à 1s (figure 7).

Pour l'absorption d'un photon, l'atome se comporte comme un oscillateur qui va entrer en résonance avec l'onde électromagnétique incidente. La charge de l'électron se met à osciller et passe d'une orbitale à une autre. Il y a bien eu absorption de l'énergie de l'onde incidente pour faire osciller la charge et passer à une orbitale d'énergie supérieure. çà marche aussi pour les molécules, auquel cas il y a oscillation d'une charge au niveau des orbitales moléculaires.

[invitec8b46424]

Mais c'est d'après le caractère du photon que la physique quantique est née non??je me trompe peut être mais le fait de chauffer un corps noir et qu'il émet un rayonnement montre que d'après des particules distinctes nous avons une onde,en gros le photon tantôt un caractère ondulatoire et tantôt un caractère analogue à celle de d'une particule.
Mais c'est contre ce que ta pensée. Peux-tu donc me dire où est ma faute? parce que ce que j'ai cité en haut,j'y croit depuis que j'ai rencontré la MQ

[Rhodes77]

Re,

La mécanique quantique est née d'une astuce calculatoire de Planck qui permettait à l'époque de retrouver les lois phénoménologiques de l'émission du corps noir.
La lumière peut se comporter comme une onde ou comme un corpuscule. Ce corpuscule est quantique et Einstein a proposé qu'on l'appelle photon, comme un "grain de lumière".
Mais parler de photon, c'est parler d'un corpuscule quantique et donc non plus d'onde. Les deux visions, ondulatoire ou corpusculaire, sont incompatibles. Choisir l'une c'est exclure l'autre, et il convient selon le cas d'adopter une approche ou une autre.
Plus généralement, depuis de Broglie, on sait qu'à chaque corps qui possède une quantité de mouvement, on peut associer une longueur d'onde. C'est la dualité onde-corpuscule. Ainsi, on peut faire diffracter des atomes froids et retrouver une figure de diffraction classique d'optique ondulatoire.
Etc etc etc

Bon courage !

[invitec8b46424]

Merci pour votre réponse,
et c'est après quel limite qu'on n'utilise plus la mécanique quantique,je dit en taille.
D'après ce que vous m'avait dit,alors un corps qui subit une grande quantité de mouvement peut être associés à une petite longueur d'onde???avez vous la formule permettant cette conversion??

Merci

[Rhodes77]

Bonjour,

La mécanique quantique est partout. Par exemple, on peut étudier un gaz parfait grâce à la mécanique quantique, même à des grands volumes, en ce qu'il est constitué de molécules. On peut s'affranchir de la MQ sous couvert de certaines approximations.
Dans la physique quotidienne, les grandeurs qui nous entourent sont bien souvent continues, et non pas sujettes à des variations par quantum : il y a passage du discret au continu, un peu de la même manière qu'on peut transformer une somme discrete en intégrale pour peu que ce que l'on somme varie "quasi-continuement"...

La formule dont on parle pour la longueur d'onde est la formule donnant la longueur d'onde de de Broglie. Elle varie comme l'inverse de la quantité de mouvement : plus un corps possède d'impulsion, plus la longueur d'onde associée sera petite.
Documentez-vous davantage sur wiki ou google

Bon courage !