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Lumière..et question idiote



  1. #1
    Lamehawkeye

    Lightbulb Lumière..et question idiote


    ------

    Bonsoir,

    Je suis en maths-spé et si mes profs me voyaient poser cette question à 2 mois des concours, je pense que mes jours seraient en danger.
    Mais j'ai vraiment un problème avec la lumière qui se résume à cette question: est-ce qu'elle se conserve dans le temps coupée de sa source?

    Celle-ci est aujourd'hui le plus fidèlement décrite par son comportement ondulatoire et ce n'est que le spectre visible des ondes electromag: j'en suis conscient!

    ->Maintenant, les recherches sur les origines du Big Bang s'appuient bien sur la lumière du passé..c'est donc bien que l'onde se propage depuis tout ce temps? Qui plus est, en ligne droite dans le vide..

    ->Pourtant j'avais cru comprendre qu'un photon était libéré lorsqu'un atome passait d'un état d'énergie à un autre..on associe donc bien la notion d'énergie au photon.
    Une énergie associée a une particule se conserve dans le temps..c'est d’ailleurs ce théorème qui a permis la découverte même du photon..non?

    ->Mais cette énergie sera bien différente pour différents type d'atome? On a toujours E=h*v (Planck*fréquence rayon electromag)..
    Par exemple dans certaines réactions chimiques il y a dégagement de lumière plus ou moins forte selon les espèces en présence..non?

    ->Voici la question fatidique:
    On se place dans le vide. En prenant n'importe qu'elle surface fermée dont toute la surface intérieure est réfléchissante..pourrait-on imaginer (en refermant cette surface plus rapidement que la vitesse de la lumière..Superman y arrive) piéger une partie "de l'onde" ?..Donc piéger des photons..?
    Cela revient à dire qu'on a une source lumineuse inépuisable..
    Arg je sens les limites de mon modèle..surement dues à une vision trop newtonienne et géométrique des choses..
    (Nous ne faisons que commencer l'optique ondulatoire en cours, et s'intéressons plus aux interférences qu'autre chose, au cas où des profs me liraient).

    D'autre part, si on pouvait avoir deux miroirs parfaitement parallèles, on peut imaginer que les photons seraient piégés entres les 2 faces..
    (D'un il est impossible de rendre parfaitement parallèles 2 miroirs..de deux il est impossible qu'on puisse faire rentrer un rayon avec un angle d'incidence de 90°..ce qui résout en partie le problème, ou il faudrait encore une fois être plus rapide que la lumière pour déplacer un des miroirs ^^)

    Merci de me sortir d'un cauchemar qui me hante depuis que je suis en âge de réfléchir..

    -----

  2. #2
    Magnétar

    Re : Lumière..et question idiote

    Bonsoir,


    est-ce qu'elle se conserve dans le temps coupée de sa source?
    Dans le vide cette question est équivalente à : "l'énergie est-elle conservée ?"

    c'est donc bien que l'onde se propage depuis tout ce temps?
    Oui

    Donc piéger des photons..?
    Dans le principe oui on peut piéger des photons, il faudrait une boite dont les paroi seraient parfaitement réfléchissantes. En pratique : voir les expérience du LKB dans les groupe de JM Raimond ou Serge Haroche, en particulier les méthodes de détection non destructive des photons nécessitent de concevoir des cavité permettant de garder les photons dans une "boite" pendant de "grande" durée.

    Voir dans ce genre d'expérience : http://www.lkb.ens.fr/Compter-les-photons-comme-des

    Dans la vie de tous les jours évidemment si tu allumes la lumière dans une pièce puis que tu l'éteins, très rapidement toute l'énergie émise est absorbée par les parois de la pièce, ou s'échappe par les ouvertures bref il y a des pertes quoi...

    Cela revient à dire qu'on a une source lumineuse inépuisable..
    Je ne vois pas pourquoi tu dis ça. Si tu enfermes une partie de l'onde dans une boite, ben elle reste dans la boite (on supposera une boite idéale aussi absurde que soit l'idée), comme la lumière n'en sort pas ce n'est en aucun cas une source. Si tu ouvre la boite la lumière peut en sortir et pendant un certain temps (certainement très bref) tu as une source*, jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de photons (plus d'énergie) dans la boite. Ce n'est absolument pas inépuisable.

    *Bon et encore c'est dans le cas idéal où l'extérieur de la boite est vide de tout rayonnement...

    (D'un il est impossible de rendre parfaitement parallèles 2 miroirs..de deux il est impossible qu'on puisse faire rentrer un rayon avec un angle d'incidence de 90°..ce qui résout en partie le problème, ou il faudrait encore une fois être plus rapide que la lumière pour déplacer un des miroirs ^^)
    Et aussi, et surtout il est impossible d'avoir deux miroirs parfaitement réfléchissants.

  3. #3
    Lamehawkeye

    Re : Lumière..et question idiote

    Merci beaucoup pour ces explications, ça m'enlève une épine du pied.
    En effet j'ai employé le mauvais terme en parlant de source, je voulais dire un stockage inépuisable. J'imaginais plutôt le procédé des miroirs parallèles dans ce cas de figure et partais du principe que le rayon éclairerait..ce qui est complètement faux..puisque l'éclairage est un rayon et donc que celui-ci se dévirait..ce qui rend l'expérience contradictoire. Bref.
    Mais je n'avais pas pris en compte le fait que les matériaux n'étaient pas parfaitement réfléchissants.
    Décidément mon expérience faisait appel à plusieurs procédés aussi invraisemblables les uns que les autres, mais je suis fixé!

    Un grand merci pour le lien du LKB! Je vois pour leur part qu'ils utilisent des miroirs supra-conducteur..je trouve tout ceci très intéressant.
    Dernière modification par Lamehawkeye ; 08/02/2011 à 23h49.

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