E=mc^2 ? Et la lumière... c'est de l'énergie ?

[inviteda960e0f]

Bonjours, je me pose une question à laquelle je ne peut pas répondre:

À la lumière (haha ! Jeux de mots ! ) de ce que je sais (je n'est que 15 ans), la lumière, c'est de l'énergie. Je sais aussi que l'énergie peut être converti en masse via le facteur c² (la vitesse de la lumière au carrée).

L'équation qui fait sythèse est la très populaire formule E=mc². Donc, imaginons que la lumière a une quantité énergie connue et numérique:

E_{valeur connue}= m_{valeur inconnue} . c_constante²

Donc, nous avons la masse m comme valeur inconnue... on constate que la lumière doit nécéssairement avoir une masse ?

Es-ce que mon raissonnement est vrai... si c'est le cas, pourquoi dit ton qu'un photon n'a pas de masse ?
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[Amanuensis]

La formule E=mc² n'est qu'un cas particulier d'une formule plus générale, qui est



où p est la quantité de mouvement.

Si p=0, on retrouve E=mc², qui est donc le cas particulier de la formule pour p=0.

Un photon a de l'énergie mais aussi une quantité de mouvement. Et, pour le photon, il se trouve que E et p varient proportionnellement (E=pc), on ne peut pas avoir p=0 sans avoir E=0.

La formule compliquée est donc correcte pour le photon avec m=0, et ne peut se réduire à E=mc² que si E=0 (et il n'y a pas de photon d'énergie nulle).

Au passage, si p est très petit devant E/c, alors la formule compliquée devient approximativement :

E = mc² + p²/2m

d'où

E = mc² + mv²/2

qui est la formule à mémoriser, de préférence à E=mc², parce qu'elle fait apparaître l'énergie cinétique. Mais elle n'est pas plus valable pour le photon, puisque p étant alors égal à E/c, il n'est pas petit devant ! Pour le photon, faut mémoriser E=pc.

[coussin]

Y a pas une FAQ sur ce forum ? Parce que celle-là…

[Amanuensis]

Sur mesure vs. prêt-à-porter.

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