reflexion photon

[mortevielle]

Bonjour

Un photon est réfléchi sur un miroir. Quel est la nature de la force qui est appliquée sur le photon ? force fictive?

Merci
-----

[david_champo]

Bonsoir,

Il me semble plutôt que c'est de l'absorption-émission avec une probabilité plus grande que le photon soit émit dans la direction contra-propagative (mur de potentiel).

Mais je me trompe peut-être.

[mariposa]

Bonjour

Un photon est réfléchi sur un miroir. Quel est la nature de la force qui est appliquée sur le photon ? force fictive?

Merci

il n'existe pas de réponse en soi. Tout dépend de ce que l'on veut faire.

La réponse la plus simple tout étant correcte est que le miroir métallique est un coupleur de modes. Cela veut dire qu'il reçoit un photon dans le mode k il le réémet dans le mode -k (en supposant la direction entrante de propagation normale à la surface).

[david_champo]

Re

il n'existe pas de réponse en soi. Tout dépend de ce que l'on veut faire.

En général, on considère le miroir comme une barrière de potentiel non ? Une partie est transmise une autre réfléchit. A part-émission rée-mission il n'y a pas d'autre phénomène possible si on considère que le photon est sans masse et sans charge.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mariposa]

Re

En général, on considère le miroir comme une barrière de potentiel non ? Une partie est transmise une autre réfléchit. A part-émission rée-mission il n'y a pas d'autre phénomène possible si on considère que le photon est sans masse et sans charge.

Bonsoir,

On s'inspire plutôt de ce qui se passe en optique classique (ici la réflexion) pour expliquer par analogie l'effet tunnel d'un électron à travers une barrière de potentiel. L'analogie peut servir de repère, d'image mais a consommer avec modération.

Je m'en vais et je reprendrais cette discussion demain.

[david_champo]

Je m'en vais et je reprendrais cette discussion demain.

Ah je sens arriver le petit cours salvateur .

[LPFR]

Bonjour.
On n'explique pas la réflexion de la lumière sur un miroir avec des photons. Pas plus que le fonctionnement d'une antenne ou la réfraction dans un diélectrique.
On utilise le modèle de l'électromagnétique classique.

Mais bien sûr, le masochisme n'est pas poursuivi par la loi.

Au revoir.

[mariposa]

Ah je sens arriver le petit cours salvateur .

Bonjour,

Non, pas de question de cours salvateur je ne peux que paraphraser ce que vient, d'écrire, très justement, LPFR.



Pas de mélange classique/quantique.

Soit tu utilises un langage de physique classique, soit tu utilises un langage de MQ. Il ne faut pas faire de mélange de genre des deux.

Le photon est une notion typiquement quantique et donc il faudrait décrire le matériau de façon quantique, c'est à dire faire de la physique quantique du solide qui est quelque chose de complexe.

Mélanger les 2 niveaux de langage implique de connaître les 2 langages et le mélange est à très haut risque.

Un compromis (un mélange de genre) pourrait être le suivant:

Le photon est porteur d'un champ électrique E caractérisé par sa polarisation, ainsi qu'un champ magnétique B. Quand le photon arrive sur le matériau le champ E et/ou le champ B excite les oscillateurs quantiques contenus dans le matériau et "absorbent" virtuellement l'énergie du photon (où définitivement). Cette énergie est ensuite réémise sous forme de photons dans toutes les directions dont spectre spatial et oh miracle tout cela interfère pour donner les résultats de la physique classique.!!

Bien sûr encore faudrait-il savoir ce qu'est un oscillateur quantique.

Comment font les spécialistes d'optique quantique?.

S agissant du photon qui arrive sur une surface métallique le meilleur "mélange" est celui qu'utilise les spécialistes d'optique quantique qui manipule quelques photons "individuels".

Une surface est un coupleur de modes entre le mode k entrant et le mode k sortant réfléchit et le mode k transmis. Comme nous sommes dans le domaine des longueurs d'onde optiques il existe des conditions aux limites sur les polarisations du photon: Continuité de la composante normale de D et de la composante tangentielle de H.

Pour une surface métallique çà ressemble au rebond d'une balle de tennis arrivant inclinée sur le sol. Les opticiens quanticiens appellent çà un coupleur de modes ce qui permet d'ignorer totalement la physique de la matière.

Les limites de la notion de barrière et d'effet tunnel.

Par contre l'existence d'une barrière pour un photon, quelque soit les tripotages de la MQ ne peut pas être conceptualisé.

On peut par contre par imitation du comportement classique de la lumière expliquer l'effet tunnel comme une barrière de potentiel. Mais attention il ne faut pas mettre de l'effet tunnel partout, mais rester dans des limites raisonnables car la barrière elle-même est une pure fiction. Il faudrait dire: Tout se passe comme si il y avait une barrière.

[david_champo]

Bonjour,

Bien sûr encore faudrait-il savoir ce qu'est un oscillateur quantique.

Comment résumeriez-vous en deux mots la différence entre oscillateur classique et quantique ?

On peut par contre par imitation du comportement classique de la lumière expliquer l'effet tunnel comme une barrière de potentiel. Mais attention il ne faut pas mettre de l'effet tunnel partout, mais rester dans des limites raisonnables car la barrière elle-même est une pure fiction. Il faudrait dire: Tout se passe comme si il y avait une barrière.

... et pourtant la tentation est grande de mitonner à la sauce effet tunnel. Mais je suis d'accord que ce n'est pas très éthique.

[mariposa]

Bonjour,

Comment résumeriez-vous en deux mots la différence entre oscillateur classique et quantique ?

Bonjour,

C'est question est simple (et non simpliste) et plus que pertinente que tu puisses imaginer pour des raisons que je vais développer.

A- L'oscillateur en mécanique classique.

En physique classique apparait souvent des expressions sous forme quadratique qui mathématiquement s'écrivent:



A ce niveau x et y sont des variables mathématiques sans aucun sens physique.

Exemple physique:

1- L'energie d' une boule de masse m attachée à travers un ressort à un point fixe.

2- L'énergie d'un homme assis sur une balançoire dans le champ de pesanteur.

3- le balancier du pendule que j'ai hérité de ma grand-mère.

4- L'énergie stockée dans un circuit électronique L.C

5- L'énergie électromagnétique stockée dans une cavité optique ou hyperfréquence.

etc...

Dans les 5 exemples précédents parmi des milliers d'autres il y a une unité de profonde: la grandeur F(x,y) est constante quelque soit le valeurs de x et y. on pourrait écrire donc:

E = F(x,y) = constante du mouvement.

B- L'oscillateur en MQ.

B1- Le cas général.

La MQ, comme tu le sais à mis en évidence que les énergies n'existent que par morceaux d'énergie. Les exemples historiques sont les atomes où les distances entre niveaux sont aléatoires et ne présentent aucune régularité et donc échangent leur énergie avec le monde électromagnétique que par morceaux d'énergie que l'on appelle photon et qui a valu le prix Nobel à Albert E....... (je ne me souviens plus du nom)

B2- Le cas particulier des formes quadratiques.

Dans le cas particulier où un système classique décrit par une forme quadratique alors on trouve des niveaux régulièrement espacés, ce qui est vraiment sympathique.

C'est pourquoi, dans certaines conditions que je ne préciserais pas, on peut démontrer que les mouvements très complexes de la matière sont équivalents à un nombre "raisonnable" d'oscillateurs quantifiés indépendants. On peut complexifier ce schéma en prenant en compte les interactions entre ces oscillateurs, mais même cette démarche possède une limite.

... et pourtant la tentation est grande de mitonner à la sauce effet tunnel. Mais je suis d'accord que ce n'est pas très éthique.

Supposons que l'on me donne 1 million d'euros à chaque fois qu'il y a dans un livre des conneries sur l'effet Tunnel, alors je serais très riche. Pour être encore plus riche il faudrait que je trouve un stratagème pour avoir Liliane B..... (décidément j'ai oublié le nom) dans mes relations. Tu as une idée?

[david_champo]

Bonjour,

A ce niveau x et y sont des variables mathématiques sans aucun sens physique.

Exemple physique:

1- L'energie d' une boule de masse m attachée à travers un ressort à un point fixe.

2- L'énergie d'un homme assis sur une balançoire dans le champ de pesanteur.

3- le balancier du pendule que j'ai hérité de ma grand-mère.

4- L'énergie stockée dans un circuit électronique L.C

5- L'énergie électromagnétique stockée dans une cavité optique ou hyperfréquence.

Je vais vous paraître stupide mais bon... tant pis.
Je comprends pas le "pas de sens physique". Dans un circuit (L,C), on a bien l'énergie totale . L'intensité et la tension n'ont pas de sens physique ou j'ai mal compris ?

C'est pourquoi, dans certaines conditions que je ne préciserais pas, on peut démontrer que les mouvements très complexes de la matière sont équivalents à un nombre "raisonnable" d'oscillateurs quantifiés indépendants. On peut complexifier ce schéma en prenant en compte les interactions entre ces oscillateurs, mais même cette démarche possède une limite.

Un peu comme le paquet d'onde est une superposition d'ondes monochromatiques ?

Supposons que l'on me donne 1 million d'euros à chaque fois qu'il y a dans un livre des conneries sur l'effet Tunnel, alors je serais très riche. Pour être encore plus riche il faudrait que je trouve un stratagème pour avoir Liliane B..... (décidément j'ai oublié le nom) dans mes relations. Tu as une idée?

Si j'avais des idées de comment rentrer dans son réseau ... je crois que je ne ferais plus de Physique... car à mon humble avis du point de vue pécunier, c'est beaucoup d'effort pour peu de rétribution matérielle. ... et comme on dit : "aux innocents les mains pleines". Peut-on être innocent en faisant de la Physique ?

[mariposa]

Bonjour,



Je vais vous paraître stupide mais bon... tant pis.

Les questions stupides sont très rares ce qui n'est pas forcement le cas des réponses.

Je comprends pas le "pas de sens physique". Dans un circuit (L,C), on a bien l'énergie totale . L'intensité et la tension n'ont pas de sens physique ou j'ai mal compris ?

Au contraire, ton exemple est excellent, il correspond au point numéro 4 de mon post précédent. Pour parfaire ton exemple je l'aurais écris un petit poil différemment:

.


Pour le problème de la masse attachée au ressort on a:

.

v est la vitesse de la particule.
x la position de la particule.

M la masse de la particule.
K la constante de raideur du ressort.


Comme je te l'avais annoncé on obtient régulièrement des formes quadratiques en physique classique qui mathématiquement sont identiques cad indépendamment de la signification physique des variables. Formellement la physique classique se ramène à un ensemble d'oscillateurs harmoniques couplés. Inévitablement on retrouvera cela à l'échelle quantique chaque oscillateur étant quantifié.

Un peu comme le paquet d'onde est une superposition d'ondes monochromatiques ?

Surtout pas . Le principe de superposition concerne ce qui se passe dans un espace vectoriel unique. La dynamique d' un oscillateur quantique unique est décrite par un espace vectoriel dans lequel opère le principe de superposition.

Quand on a plusieurs oscillateurs la physique quantique est décrite dans l'espace produit tensoriel de tous les espaces individuels attachés à chaque oscillateur. Dans ce nouvel espace produit tensoriel s'applique le principe de superposition.

Attention: Les espaces,, ici sont des espaces de Hilbert (des espaces de fonctions de carrés sommables).

[david_champo]

Bonsoir,

Et merci avant tout.

Comme je te l'avais annoncé on obtient régulièrement des formes quadratiques en physique classique qui mathématiquement sont identiques cad indépendamment de la signification physique des variables.

C'est vrai que j'avais ma lanterne qui s'allumait chaque fois que je voyais ces formules, maintenant je vois ça sous un autre éclairage.

Inévitablement on retrouvera cela à l'échelle quantique chaque oscillateur étant quantifié.

Hmmm ça me rappel la démonstration de la loi de Planck... je me suis toujours demandé comment il a pu sortir le hv de son chapeau. Parce qu'à priori quand il a pris son modèle d'oscillateur libre, il me semble qu'il n'y avait pas de signification physique derrière.

Surtout pas . Le principe de superposition concerne ce qui se passe dans un espace vectoriel unique. La dynamique d' un oscillateur quantique unique est décrite par un espace vectoriel dans lequel opère le principe de superposition.

Quand on a plusieurs oscillateurs la physique quantique est décrite dans l'espace produit tensoriel de tous les espaces individuels attachés à chaque oscillateur. Dans ce nouvel espace produit tensoriel s'applique le principe de superposition.

Attention: Les espaces,, ici sont des espaces de Hilbert (des espaces de fonctions de carrés sommables).

Ok c'est noté.

Bonne soirée

[mortevielle]

Bonjour.
On n'explique pas la réflexion de la lumière sur un miroir avec des photons. Pas plus que le fonctionnement d'une antenne ou la réfraction dans un diélectrique.
On utilise le modèle de l'électromagnétique classique.

Mais bien sûr, le masochisme n'est pas poursuivi par la loi.

Au revoir.

Bonjour

Bien justement, la lumière n'est pas qu'une onde, la mecanique classique s'est avérée fausse sur ce sujet et est incapable de décrire l'émission d'une onde électromagnétique par un atome par exemple (ou l'absorption - effet photoélectrique). La lumiere a un aspect ondulatoire et corpusculaire. Je ne sais pas d'ou vous tirez vos sources affirmant que la pression de radiation ne pourrait pas être expliquée par le concept de photons. C'est une force due aux variations quantique du champ électromagnétique.

La loi n'interdit pas la bétise non plus

[Armen92]

Bonjour,
Un peu comme le paquet d'onde est une superposition d'ondes monochromatiques ?

Oui, un paquet d'ondes peut être formé comme une combinaison linéaire d'ondes monochromatiques, c'est-à-dire de vecteur d'onde parfaitement défini.
C'est même la façon la plus naturelle (et la plus physique) de représenter une particule en mouvement).

[Armen92]

.........
La lumiere a un aspect ondulatoire et corpusculaire. Je ne sais pas d'ou vous tirez vos sources affirmant que la pression de radiation ne pourrait pas être expliquée par le concept de photons. C'est une force due aux variations quantique du champ électromagnétique.
..........

En effet, la pression de radiation s'explique parfaitement avec la seule notion de photon, et l'expression ainsi obtenue coïncide d'ailleurs avec celle que donne l'Electromagnétisme.

[david_champo]

Bonsoir,

Je ne sais pas d'ou vous tirez vos sources affirmant que la pression de radiation ne pourrait pas être expliquée par le concept de photons. C'est une force due aux variations quantique du champ électromagnétique.

Est ce que vous pourriez expliciter un peu plus ?