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Dualité onde-corpuscule



  1. #1
    starsign

    Dualité onde-corpuscule


    ------

    Bonjour,

    Hier, en lisant un livre, il parlait des photons, des interactions entre matière et lumière etc, et j'ai pensé à quelque chose.

    La dualité onde-corpuscule, le fait que le photon soit une onde ou une particule lorsqu'on le propulse en plein dans un miroir, peut-il se calculer avec l'équation pour savoir si le chat et mort ou vivant quant on ouvrira la boite?

    Si oui, quelle est cette équation?

    merci

    -----

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  4. #2
    starsign

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Quelqu'un peut-il me répondre?

    Merci d'avance

  5. #3
    Mixoo

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Bonjour,
    premièrement, le photon n'est ni une onde ni une particule, encore moins "une onde ou une particule". Ce n'est rien tout cela, c'est juste un photon. Il a cependant des caractéristiques que l'on retrouve chez les ondes, et d'autres que l'on retrouve chez les particules.
    deuxièmement, je ne comprends pas la question :
    dans votre phrase le "peut-il" se réfère a quoi ? miroir, chat, particule ??
    Si je comprends la question : vous voulez savoir si avec le photon on peut savoir si le chat est mort, la réponse est oui, mais alors vous faite une mesure et il y a "réduction du paquet d'onde".

  6. #4
    starsign

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Non ce que je veux savoir c'est si avec l'équation qui permet de déterminée si le chat(de schrodinger)est mort ou vivant, on peut determinée le comportement d'un photon

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #5
    Mixoo

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Bonjour,
    l'équation qui permet de savoir si le chat est mort ou vivant comme vous dites est l'équation de Schrödinger (dans un cadre non relativiste). Cette équation de permet pas de décrire les photons.

    Ensuite, de nombreuses expériences (réalisable en plus ...) permettent de déterminer le comportement d'un photon, à commencer par les célèbres fentes d'Young (mais il y en a de nombreuses autres).
    D'un point de vu théorique, les photons sont décrit par l'électrodynamique quantique, ils sont les excitations élémentaire du champ électromagnétique.

  9. #6
    starsign

    Re : Dualité onde-corpuscule

    ok merci, mais juste avant de faire l'expérience(comme les fentes de young), est-ce possible grâce à une équation d'avoir une estimation de ce que sera le comportement du photo, comme avec l'équatioon qui nous permet par exemple de savoir que le chat sera à 80% vivant et 20% mort quant-on ouvrira la boite(les chiffres ne sont que des exemples).

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  11. #7
    Dick le Sadique

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Salut.

    Je ne suis pas spécialiste de physique quantique, mais la "dualité onde corpuscule" et l'histoire du chat de Schrödinger ne sont pas à mettre sur le même plan.

    Pour ce que j'en sais, la dualité onde corpuscule est une hypothèse de travail qui marche, et par exemple un photon présentera des caractéristiques d'ondes et d'autres de particules, comme l'a dit Mixoo.

    Le chat, lui, illustre la notion contre intuitive de "superposition d'état", qui découle il me semble du fait que le formalisme de la mécanique quantique est celui de l'algèbre linéaire. L'équation dont tu parles, l'équation de Schrödinger, permet d'étudier l'évolution des systèmes quantiques. C'est sa structure, dite linéaire, qui est à l'origine du "paradoxe" du chat.

    Il ne faut pas en déduire que "onde" et "particule" sont deux états possibles pour le photon.
    A lui de choisir entre le Royaume et les Ténèbres... (J. Monod)

  12. #8
    starsign

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Ben lorsqu'on projette un photon on ne sait pas à l'avance s'il présentera les caractéristiques d'une onde ou particule, on peut donc dire qu'il présente les 2 à la fois, non?

    Mais je peux me tromper, d'où ma question

  13. #9
    Mixoo

    Re : Dualité onde-corpuscule

    que voulez vous dire par "le comportement du photon" ?

  14. #10
    starsign

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Comportement du photon : Corpusculaire ou ondulatoire

  15. #11
    Mixoo

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Alors la réponse est non car comme je l'ai dis plus haut, le comportement du photon n'est NI ondulatoire NI corpusculaire.
    On ne peux pas dire : par moment le photon est une onde, par moment le photon est une particule car il n'est ni l'un ni l'autre. Le photon a "juste" le comportement d'un particule quantique, qui est très différent de celui d'une particule classique.

  16. #12
    Dick le Sadique

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Justement, non. Tu peux prévoir (je crois mais à vérifier...) la probabilité d'observer un chat mort à l'ouverture de la boîte, puisque de la solution de l'équation de Schrödinger tu peux déduire les probabilités associées à chacun des états.

    Mais pour le photon, c'est différent ! Dans l'expérience d'Young, les photons se comportent comme une onde (diffraction, interférences...). Dis toi que cette expérience marche aussi avec des électrons !

    En MQ on fait appel à la notion d'état quantique; un état est un élément d'un espace abstrait (appelé... espace des états) qui a les propriétés d'un espace vectoriel en mathématiques. Ca veut dire notamment que si tu additionnes deux états, le résultat est toujours un état. D'où le paradoxe du chat: Mort et vivant sont deux états possibles du chat, donc "mort+vivant" (en toute rigueur, avec des coefficients devant) est aussi un état possible.

    Mais "onde" et "particule" ne sont pas des états quantiques possibles du photon; parfois il est commode de représenter la lumière par une onde (exptique ondulatoire), parfois par un ensemble de particules (étude du rayonnement du corps noir?) mais ce sont des artifices mathématiques, qui ont le mérite de fonctionner.
    A lui de choisir entre le Royaume et les Ténèbres... (J. Monod)

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  18. #13
    starsign

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Ah oui, je viens de lire que le photon peut-être considéré(il se comporte?)comme une particule que lorsque il y a une interaction, mais quand peut-on parler du photon comme un onde?

    Et je sais que le photon n'est ni une onde ni une particule, je sais qu'il en a juste le comportement(il en présente les propriétés, les caractéristiques)
    Dernière modification par starsign ; 05/09/2010 à 14h51.

  19. #14
    Sexygillou

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Tout a été dit par Mixoo dans le troisième message, relis-le (en plus il est plutôt concis).

  20. #15
    starsign

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Donc on peut considérer un photon comme une onde que lorsque on fait un calcul, par contre on peut vraiment parler de particule lorsqu'il y a une interaction, c'st bien ça?

    Mais sachant que la lumière est constitué de photon, et que la lumière est un champ éléctromagnétique, pourquoi les photons eux ne son pas des ondes?
    Dernière modification par starsign ; 05/09/2010 à 14h59.

  21. #16
    starsign

    Re : Dualité onde-corpuscule

    J'aimerais juste une réponse à cette question est se sera bon, merci

  22. #17
    Dick le Sadique

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Citation Envoyé par starsign Voir le message
    Mais sachant que la lumière est constitué de photon, et que la lumière est un champ éléctromagnétique, pourquoi les photons eux ne son pas des ondes?
    Ce sont justement les deux approches, ondulatoire ou corpusculaire, de la nature de la lumière.
    A lui de choisir entre le Royaume et les Ténèbres... (J. Monod)

  23. #18
    starsign

    Re : Dualité onde-corpuscule

    ok merci, mais il y a autre chose que je ne comprends pas, pourquoi on dit que le photon est une particule élémentaire, et qu'on dit aussi que ce n'est ni une particule n"i une onde?

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  25. #19
    Mad Hatter

    Re : Dualité onde-corpuscule

    De là j'aimerais poser une petite question , on m'a dit que la lumière était une onde électromagnétique et que selon l'espace entre les crêtes (fréquence) la
    couleur de la lumière se rapprochait soit de l'UV soit de l'IR et donc j'aimerais savoir si ya une expérience ou des Scientifiques auraient créer un dispositif électrique qui perturberait la lumière de sorte à diminuer ou augmenter cette fréquence et donc de changer de couleur ?

  26. #20
    Mixoo

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Bonjour,

    - "Donc on peut considérer un photon comme une onde que lorsque on fait un calcul, par contre on peut vraiment parler de particule lorsqu'il y a une interaction, c'st bien ça?"

    non ! Je me répète : le photon n'est NI une onde NI une particule. Dans les calculs le photon est décrit comme un photon, pas comme une particule ni comme une onde

    - le photon est une particule élémentaire dans le sens de la théorie quantique des champs. C'est à dire que c'est une "particule quantique élémentaire". Mais ce n'est pas une particule au sens de la physique classique.

    - Ensuite, attention : un champ quantique n'est pas un champ classique ! La théorie ondulatoire de la lumière est décrite par un champ classique, ce n'est pas le même champ que celui décrit par la théorie quantique des champs.

  27. #21
    starsign

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Si c'est à moi que vous répondiez, il est dit(sur wikipédia)que l'on peut réellement parler de particule lorsque il y a une interaction, je ne sais pas si oui ou non c'est vrai, maintenant on m'a aussi dit que le comportement du photon(considérer que) est un modéle(onde ou particule), qu'il permet de faire des calculs mathématiques.

    Donc il ne faut pas confondre la lumière de la théorie ondulatoire classique(qui contient des photons "classique" qui sont de simples particules de lumière) et la théorie quantique qui elle contient des photon?
    Dernière modification par starsign ; 05/09/2010 à 16h18.

  28. #22
    starsign

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Et il y a donc 2 types de photons différents, le photon"classique", de Einstein, qui est une particule de lumière et le photon quantique qui lui est une particule élémentaire.

  29. #23
    Mixoo

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Bonjour,
    - oui c'est bien à vous que je répondais. Wikipéda se trompe alors (où alors n'est pas très clair). Mais encore une fois, il faut voir ce que l'on entend par "particule", c'est un concept assez compliqué et tout le monde ne sous-entend pas la même chose en disant "particule". Il faudrait donc préciser ce que tu entends par là.

    - En effet, dans son sens strict, la théorie ondulatoire ne contient pas de photons, d'ailleurs l'énergie des champs électromagnétique n'est pas quantifiée mais possède un spectre continue. Ensuite on peut de manière un peu artificiel (en particulier dans des bilan d'énergie, de force : pression de radiation par exemple) représenter le champs eletromag par des "photon", mais dans ce cas ils sont représentés par des particules classique.

    - il n'y a qu'un seul type de photons, c'est juste qu'il existe différents modèle (plus ou moins raffiné) pour les décrire.

  30. #24
    starsign

    Re : Dualité onde-corpuscule

    On m'a dit dans une discussion ultérieure, Qu'il y avait le photon classique, qui est énoncé pour la première fois par Einstein, qui est une particule de lumière.
    Je crois que ce photon là peut-être considéré comme une onde pour pouvoir expliquer ou calculer certaines choses, je me trompe?

    Il y a ensuite le photon de la MQ, qui lui est une "ondicule" et je cite le reste: " une particule qui transporte la racine carrée de la probabilité de présence, qui a une longueur d'onde et une phase (celles de l'onde électromagnétique qu'il remplace). Et ces "ondicules" s'additionnent comme les vecteurs dans l'espace de Fresnel: en tenant compte de l'amplitude et de la phase."

    Ceci représente les 2 modèles de photon, c'est bien cela?

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  32. #25
    starsign

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Et la dualité onde-corpuscule, est valable pour les 2 modèles de photons(Einstein et celui de la MQ)?

  33. #26
    starsign

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Après la réponse à la question posée plus haut, j'aurais enfin fini avec les photons car c'est depuis que l'on m'a parlé des deux modèles de photons que je suis perdu car j'avais mal lu le message et donc je me suis mélangé les pinceaux.

    Dans l'expérience des fentes de young, c'est un champ éléctromagnétique quantique ou classique qu'il utilise pour décrire son expérience?
    Dernière modification par starsign ; 05/09/2010 à 16h47.

  34. #27
    starsign

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Est-ce juste de dire que la lumière (théorie classique de L'EM) lorsque qu'elle a un comportement ondulatoire se propage à travers de onde EM et lorsqu'elle a un comportement corpusculaire elle se propage à travers des réseaux de particules(Photon classique)?

  35. #28
    Mixoo

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Bonjour,
    Je pense que vous faite beaucoup de confusions, voila un petit rappel des théories décrivant la "lumière" :

    - la théorie la plus simple de la lumière est l'optique géométrique :
    la lumière est décrite par des faisceaux lumineux qui se propagent en ligne droite dans le vide; ils respectent les lois de Snell-Descartes etc.
    Cette théorie est très simpliste et ne permet pas d'expliquer la diffraction ainsi que plein d'autres phénomènes.

    - il y a ensuite la théorie ondulatoire : l'électromagnétisme de Maxwell.
    Dans cette théorie, la lumière est décrite pas une onde (le champ électromagnétique). C'est une théorie incomplète (elle néglige tout caractère quantique) mais plus élaboré. Elle ne permet pas d'expliquer certaines expériences : en particulier, l'énergie du champ electromag est continu.

    - il y a la aussi le point de vu purement corpusculaire où l'on considère les photons comme des particules classiques. Ce point de vu est intéressant pour effectuer des bilans d'énergie par exemple mais cette théorie est aussi incomplète (elle ne permet pas d'expliquer la diffraction…)

    - enfin, il y a la théorie la plus aboutie actuellement : c'est l'électrodynamique quantique. Cette théorie permet d'expliquer tous les phénomènes connus actuellement. Dans cette théorie la lumière est décrite par un champ quantique dont les excitations fondamentales sont appelées photons. Les photons ne sont alors ni une onde ni une particule.

  36. #29
    starsign

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Mais avec l'EQ on ne peut pas tout expliquer?Dans la théorie de l'EQ, le photon n'est ni une onde ni un corpuscule c'est la lumière qui est soit une onde soit un corpuscule?

    Avec le photon d'einstein, il y a des choses qui s'explique mieux qu'avec l'EQ?

    Chaque théorie est utile et permet de décrire des choses différentes non?

  37. #30
    Mixoo

    Re : Dualité onde-corpuscule

    Si tu relis mon post, je dis explicitement que l'electrodynamique quantique permet de tout décrire (enfin, les expériences faite jusqu'à ce jour ...).

    Pourquoi veux-tu absolument que la lumière soit, soit une onde soir une particule ?? C'est ni l'un ni l'autre POINT FINAL !!

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