Émission d'un photon !!!!

[invitee0aabe8f]

Pour faire une histoire court je vit au Québec et je suis présentement un cour d'initiation à la mécanique classique. Resemant en faisant mes exercices je suis tomber sur une question qui ma fait me questionner. La question étais la suivante : La lumière voyage en ligne droite à la vitesse de 300 000 000m/s. Quelle est l'accélération de la lumière ? Évidement la lumière ne peut subir d'accélération lorsque sa vitesse est 300 000 000m/s ! Mais mon questionnement est que lors de l'émission de lumière, avant qu'elle n'atteindre sa vitesse maximale, a t'elle une accélération ou bien est-ce instantané ?
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[invite60be3959]

Pour faire une histoire court je vit au Québec et je suis présentement un cour d'initiation à la mécanique classique. Resemant en faisant mes exercices je suis tomber sur une question qui ma fait me questionner. La question étais la suivante : La lumière voyage en ligne droite à la vitesse de 300 000 000m/s. Quelle est l'accélération de la lumière ? Évidement la lumière ne peut subir d'accélération lorsque sa vitesse est 300 000 000m/s ! Mais mon questionnement est que lors de l'émission de lumière, avant qu'elle n'atteindre sa vitesse maximale, a t'elle une accélération ou bien est-ce instantané ?

Bonsoir,

c'est une très bonne question que je ne m'étais jamais posée, mais je pense avoir une réponse. Si un photon accélèrerait de la vitesse 0 à c en un temps non-nul, cela signifirait qu'il aurait une masse. Cela est montré par les équations E²=p²c²+m²c⁴ et p=Ev/c²(relativité restreinte). Or théoriquement, le photon est de masse nulle. Il ne peut donc accélérer comme une particule massique qui possèderait ainsi une certaine inertie.

[invite499b16d5]

Bonjour,
pour répondre court, il faut savoir que pour un photon le concept de temps n'existe pas. On ne peut donc pas parler d'accélération. Le photon se situe hors du temps, il est en quelque sorte à la fois toujours parti et toujours arrivé!
Maintenant, pour un observateur extérieur, je crois qu'on peut parler d'une accélération infinie, ce qui ne doit pas poser de problème puisqu'il n'a pas de masse. A T-epsilon, il n'a pas de vitesse (ce qui est assez normal vu qu'il n'existe pas encore), et à T il est déjà à 300000 km/s. Il ne peut pas exister à une autre vitesse que celle-là, au point qu'on se demande même si ce n'est pas son existence qui crée pour chaque observateur l'espace et le temps nécessaires à la matérialisation de cette vitesse.
Oublies mes délires, et lis des trucs sur la Relativité!

[f6bes]

Pour faire une histoire court je vit au Québec et je suis présentement

BONJOUR à toi,
Pour faire court aussi, un lien intéressant:
http://forums.futura-sciences.com/thread98.html
Particuliérement la ligne numérotée "2".
Bonne journée

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Ah tiens, moi j'aurais une autre façon de le dire. Le photon va toujours à 'c', raisons liées à sa masse nulle. Il est donc absurde de parler d'accélération : il faudrait qu'il ait une autre vitesse pour ça !!!!

Le photon est créé avec sa vitesse déjà acquise.

Ce qui ne signifie pas que cette "création" soit instantanée. Là, on plonge dans les méandres de la mécanique quantique où les événements n'ont ni position précise ni instant précis

[invite499b16d5]

Ce qui ne signifie pas que cette "création" soit instantanée. Là, on plonge dans les méandres de la mécanique quantique où les événements n'ont ni position précise ni instant précis

Bientôt on va se mettre à étudier le stade embryonnaire, voire larvaire, du photon...

[invite6dffde4c]

Bientôt on va se mettre à étudier le stade embryonnaire, voire larvaire, du photon...

Bonjour.
Très bon!
Cordialement,

[Deedee81]

Bientôt on va se mettre à étudier le stade embryonnaire, voire larvaire, du photon...

Un atome dans un état excité c'est un oeuf de photon, état également noté k*viar

Je sais, je sais, on aurait dû les appeller des phoesturgeon. Mais personne n'arrivait à le retenir, alors on a changé.

[invite499b16d5]

[invite93279690]

Salut,

Pour revenir à la question initiale, je me demande si elle a un sens.

Un photon n'a de sens physique que comme mode propre d'une excitation du champ électromagnétique. Si j'imagine le champ électromagnétique comme une nappe de table, secouer la nappe à un endroit précis va générer une excitation qui va se propager sur la nappe ok. La vitesse de cette propagation est caractérisée par les propriétés physique de la nappe : l'onde n'accélère pas que je sache

[obi76]

Bonjour,

à titre purement comparatif, on peut voir ça comme une onde à la surface de l'eau. Lorsque tu jette un caillou dedans, l'onde ne va pas accélérer à partir de l'endroit ou le caillou est tombé, elle va partie immédiatement avec une certaine vitesse.

Je me demande quand même si la comparaison est bonne.

[Amanuensis]

Je me demande quand même si la comparaison est bonne.

Elle est bonne pour la "prise de vitesse", mais n'aide pas plus que ça pour la notion de création ou de disparition : les ondes "classiques" disparaissent quand leur amplitude tend vers 0. Autre point, l'émission est celle d'une onde circulaire, et un photon véhicule une quantité de mouvement, ce qui ne colle pas avec une onde circulaire.

Je ne pense pas qu'on arrive à proposer un quelconque modèle "classique" d'onde, avec vitesse et amplitude, qui rendra compte de l'émission ou l'absorption d'un photon.

Pour moi ces événements se résument à l'échange d'une quantité d'énergie, d'une quantité de mouvement et d'un moment cinétique (spin) entre la charge et le champ électromagnétique, et c'est tout.

Les notions de vitesse de propagation et de fréquence interviennent pour la propagation.

[invitee0aabe8f]

Merci beaucoup pour les réponses et si quelqu'un aurais un bon lien internet ou un livre sur le sujet je serais bien intéresser ,pas nécessairement sur la question en elle même mais sur se qui si rattache

Et encore merci

[Pfhoryan]

Je ne pense pas qu'on arrive à proposer un quelconque modèle "classique" d'onde, avec vitesse et amplitude, qui rendra compte de l'émission ou l'absorption d'un photon.

C'est pour ça qu'il faut prendre l'équation de Schrödinger pour parfaitement décrire comment un photon est absorbé et émis (comment le champs EM est excité): "How a photon is created or absorbed"

Il y a création d'un photon (pulsation EM) lorsqu'un dipôle électrique oscille. Réciproquement, il y a absorption d'un photon lorsqu'un dipôle électrique entre en résonance avec une pulsation EM.

[Amanuensis]

C'est pour ça qu'il faut prendre l'équation de Schrödinger pour parfaitement décrire comment un photon est absorbé et émis (comment le champs EM est excité): "How a photon is created or absorbed"

Il me semble utile de préciser que, dans le contexte de l'article, l'équation de Schrödinger modélise l'émetteur (ou le récepteur) et plus particulièrement l'ensemble des charges liées que constitue un atome.

Le champ e.m. est modélisé, lui, de manière classique (et non par un espace de Fock, et donc sans photon).

L'équation de Schrödinger est une "simplification" valable dans le domaine non relativiste, et ne peut pas s'appliquer au champ e.m. (aux photons) ; mais peut s'appliquer à l'atome décrit dans un référentiel où il a une vitesse nulle ou très faible.

[invite60be3959]

Il me semble utile de préciser que, dans le contexte de l'article, l'équation de Schrödinger modélise l'émetteur (ou le récepteur) et plus particulièrement l'ensemble des charges liées que constitue un atome.

Le champ e.m. est modélisé, lui, de manière classique (et non par un espace de Fock, et donc sans photon).

L'équation de Schrödinger est une "simplification" valable dans le domaine non relativiste, et ne peut pas s'appliquer au champ e.m. (aux photons) ; mais peut s'appliquer à l'atome décrit dans un référentiel où il a une vitesse nulle ou très faible.

Il me semble qu'on n'ai pas besoin de la seconde quantification pour parler de photons ! L'origine même de la mécanique quantique repose sur l'idée que le rayonnement électromagnétique est quantifié selon la formule , ce qu'Einstein interprètera comme l'énergie d'un "quanta de lumière", une particule en somme, pour expliquer l'effet photo-électrique(1905 !). Les spectres d'émission et d'absorption de l'atome d'hydrogène(par exemple) ont également été expliqués gràce notamment à la notion de photon.(ce qui est bien le cas dans l'article cité plus haut)

La mécanique quantique non-relativiste(MQNR) permet de donner une interprétation satisfaisante de la reconstruction progressive d'une figure d'interférence dans l'expérience des fentes d'Young lorsque la lumière est émise photon par photon(réduction du paquet d'onde).

En résumé par besoin d'être relativiste pour parler de photon(juste pour en parler, je ne dis pas pour le décrire). Le qualificatif "non-relativiste" dans la MNQR fait uniquement référence aux particules de masse non-nulle. En effet l'équation de Schrödinger décrit l'évolution de la fonction d'onde d'une particule massive et ne tient pas compte du spin(pour cela il faut l'équation de Pauli).
En fait le photon en MQNR est rajouté "à la main" et n'est pas traité au même titre que les particules massives, mais il est là ! Et est très important. Il n'est donc pas vraiment exact de dire que le rayonnement électromagnétique est modélisé de façon classique en MQNR. Ceci dit, on peut tout de même obtenir une "équation de Schrödinger" du photon, par exemple voir ici.

[invite499b16d5]

Il y a création d'un photon (pulsation EM) lorsqu'un dipôle électrique oscille. Réciproquement, il y a absorption d'un photon lorsqu'un dipôle électrique entre en résonance avec une pulsation EM.

Bonjour,
très chouette article, malheureusement trop technique pour moi.
C'est bien joli, tous ces oscillateurs harmoniques...
Mais voilà ce que retient l'humble béotien du résumé ci-dessus cité:
il y a création d'un photon "quand un dipôle électrique oscille".
Mais, par définition, une oscillation "prend du temps". Et d'autant plus que la fréquence est basse!
On voit que ça ne permet pas de dire grand chose sur la prétendue "durée" qu'il faudrait pour créer le photon. A partir de quand admet-on que l'oscillation a suffisamment oscillé pour que le photon soit "lâché dans la nature", surtout qu'à la vitesse où il va, quelques picosecondes changent beaucoup de choses.
Vu autrement, je suppose que la fréquence du photon est liée à cette oscillation. Or celle-ci n'est définie avec précision qu'au prorata du temps écoulé. Faut-il en conclure que la fréquence du photon est un attribut qui se forme progressivement, alors que le photon a déjà été émis?
Et bien entendu, mêmes choses pour "entrer en résonance". Cela ne peut se faire instantanément.
Sérieusement: imaginons un photon de fréquence très basse (radio par ex.). Peut-on dire exactement à quel moment il est émis?

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je ne vois pas ce qui peut résonner dans le rayonnement du synchrotron ni dans le rayonnement de freinage (qui est de même nature) Je ne vois pas de dipôle.
Au revoir.

[Amanuensis]

Ceci dit, on peut tout de même obtenir une "équation de Schrödinger" du photon, par exemple voir ici.

Oui, cela avait été discuté il n'y a pas si longtemps dans ces colonnes, et j'avais présenté une autre référence, allant dans le même sens. Mais Mariposa avait vivement combattu cette notion, pour lui une fonction d'onde est nécessairement quelque chose dont le carré s'interprète comme une probabilité de présence, ce qui ne semble pas exister pour le quantum électro-magnétique.

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Ceci dit, je ne vois toujours pas comment on peut introduire, sans la "deuxième quantification" la quantité de mouvement de la perturbation du champ e.m. lors d'une transition 2s --> 1s. Certes, le saut d'énergie est quantifié (comme conséquence de l'équation de Schrödinger de l'atome), et on peut introduire E=hv, mais pour moi un photon c'est plus que l'énergie, c'est aussi la quantité de mouvement. Tu as répondu sur le spin, ok, mais c'était le point mineur par rapport à la quantité de mouvement, et donc à la direction de propagation du photon. (Et aussi la question de la conservation du moment total : qu'est-ce qui recule ? l'ensemble de l'atome ?)

[david_champo]

Bonsoir,

Est ce que postuler la vitesse de la lumière constante et affréter une masse nulle au photon n'est pas un moyen d'esquiver ce problème qui serait insolvable avec nos moyens de mesures actuels ?

[invitebd2b1648]

Oui, mais doit-on se créer des problèmes qui n'existent pas encore ?

[david_champo]

Oui, mais doit-on se créer des problèmes qui n'existent pas encore ?

... je sais pas ... c'est fun non ? Il n'y a pas de grands problèmes qu'une succession de petits problèmes... enfin c'est ce qu'on m'a dit.

Où alors faut que les problèmes restent invisibles... et là c'est une question d'Ethique des problèmes

[Pfhoryan]

Je ne vois pas ce qui peut résonner dans le rayonnement du synchrotron ni dans le rayonnement de freinage (qui est de même nature) Je ne vois pas de dipôle

Pourquoi un dipôle serait-il une condition nécessaire?
Il suffit qu'il y ait une charge électrique qui se déplace, et c'est bien ce qu'il se passe dans un synchrotron, non?

[invite6dffde4c]

Pourquoi un dipôle serait-il une condition nécessaire?
Il suffit qu'il y ait une charge électrique qui se déplace, et c'est bien ce qu'il se passe dans un synchrotron, non?

Bonjour.
C'est à propos du lien et de ce que vous avez écrit dans le post #14.
Il ne suffit pas que la charge se déplace. Il faut qu'elle soit accélérée.
Au revoir.

[Pfhoryan]

Bonjour.
C'est à propos du lien et de ce que vous avez écrit dans le post #14.

Où y est-il écrit qu'un dipôle est nécessaire?

Il ne suffit pas que la charge se déplace. Il faut qu'elle soit accélérée.

N'y a t-il pas d'accélération de charge dans un dipôle électrique oscillant?

[obi76]

Ici :

Il y a création d'un photon (pulsation EM) lorsqu'un dipôle électrique oscille.

[Pfhoryan]

Ici :

Il y a création d'un photon (pulsation EM) lorsqu'un dipôle électrique oscille.

Est-il écrit que c'est l'unique cas de figure ou il peut y avoir création d'un photon? Il ne me semble pas.

[obi76]

Dans le peu de cours de logique que j'ai eu, on m'a appris que A=> B implique non B => non A.

En l'appliquant bêtement à votre réponse (qui dit photon => oscillation d'un dipôle), ça donne que s'il n'y a pas d'oscillation de dipôle, il n'y a pas de photon.Ou alors j'ai mal compris votre phrase....

[invite499b16d5]

Bon, on va peut-être pas commencer à couper les quanta en quatre!

[Pfhoryan]

Dans le peu de cours de logique que j'ai eu, on m'a appris que A=> B implique non B => non A.

Oui.

En l'appliquant bêtement à votre réponse (qui dit photon => oscillation d'un dipôle),

Non.

Si il est écrit "Il y a création d'un photon (pulsation EM) lorsqu'un dipôle électrique oscille."

On a bien A => B mais avec A="dipôle électrique oscille" et B="création d'un photon". Ce qui n'empêche pas non plus que C => B avec A ≠ C.

Bon, on va peut-être pas commencer à couper les quanta en quatre!

Et pourquoi pas? Je trouve qu'il est au contraire très intéressant de souligner qu'un simple problème de lecture est souvent à l'origine de raisonnements faux