Bonjour,
Est-il possible de considérer concomitamment la lumière comme un phénomène ondulatoire, et la relation masse-énergie ?
Je pose cette question car j'ai toujours vu appliquée la relation E=mC² comme E désignant l'énergie photonique, laissant entendre que l'on en adoptait la vision corpusculaire.
Merci
C'est non seulement possible mais c'est ce que tente de faire la mécanique quantique et la physique des particules en général.
En fait pour un photon :
où h est la constante de Planck etla fréquence du photon.
C'est un des grand mystères de la physique, le fait que la lumière soit à la fois une onde et une particule.
Salut,
Non ! C'est faux ! (la première égalité).Envoyé par Higgsdiscoverer
En fait pour un photon :
Les photons ont une masse nulle. La bonne relation (en relativité) est :
(p = impulsion)
Donc, pour le photon (relation expérimentalement vérifiable et vérifiée) :
Quand on généralise la denière égalité aux particules massives, on constate que typiquement la fréquence est la quantité associée à l'énergie et la longueur d'onde à l'impulsion.
Il est clair que la physique n'explique pas la nature des choses, elle ne fait que les décrire. Une partie du mystère est levé si l'on se dit que "non, la lumière n'est ni une onde ni une particule". C'est autre chose (de la même nature d'ailleurs que les électrons, les neutrons, etc...). Quelque chose qui sous certains aspects se comporte comme une onde, sous d'autres aspects se comporte comme une particule.
Ce qui est sans doute le plus proche de la description des objets quantiques, c'est les ondes. Mais ce n'est pas des ondes classiques pour tout un tas de raisons. Mais cela répond par l'affirmative à la question de babaz, on peut parfaitement considérer les aspects ondulatoire et les relations relativistes en même temps.
La description de ces étranges objets passe alors par une analyse de leurs comportements et propriétés.
http://www.scribd.com/doc/50185815/Tome-I
http://www.scribd.com/doc/50186473/C...ntique-Tome-II
http://www.scribd.com/doc/50186795/C...tique-Tome-III
http://www.scribd.com/doc/50186828/C...ntique-Tome-IV
http://www.scribd.com/doc/50186850/C...antique-Tome-V
http://www.scribd.com/doc/50186881/C...ntique-Tome-VI
http://www.scribd.com/doc/50186918/M...tique-Tome-VII
Le tome I sont les bases de la mécanique quantique (je me suis fortement inspiré du cours de Feynman) et le tome VII les interprétations. Avec un long chemin pratiquement indispensable entre les deux.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour DeeDee81.
Je n'ai fait que parcourir en diagonale le premier tome, et je suis admiratif de votre travail. J'apprécie surtout le style "à la Feynman" dans lequel on trouve beaucoup d'explications et peu de formules et un tas de petits dessins (le plus long à faire !).
Avez-vous envisagé de le publier sur papier? Je pense que ça vaut le coup.
Bravo à nouveau.
Cordialement,
Le grand mystère, c'est surtout pourquoi ce genre d'affirmations continuent à se diffuser et être répétées par une quantité pharamineuse de personnes qui n'ont pas d'idée des notions qui sont derrière. Défaut de l'enseignement, des médias ? Goût général pour les phrases courtes et soi-disant "simples" ?
Reprenons une fois de plus : la physique ne s'occupe pas de ce que la lumière "est". Elle ne fait que la modéliser, à des fins pratiques.
À une époque (disons le premier tiers du XXème) deux modèles incompatibles étaient utilisés pour rendre compte du phénomène "lumière", l'un ondulatoire, l'autre corpusculaire. De cette époque date l'idée de dualité. Cette idée est obsolète.
Le modèle courant (l'électro-dynamique quantique) est un modèle qui n'est ni ondulatoire, ni corpusculaire. C'est "autre chose", quelque chose qui ne peut pas être par des termes issus du sens commun comme "onde" ou "corpuscule". Pour comprendre cet "autre chose", il n'y a pour le moment pas d'autre approche qu'en étudier en profondeur son formalisme.
Et le modèle courant reste un modèle, il ne s'occupe pas de ce que la lumière "est".
(Notons que les modèles anciens, qui ne s'occupent pas plus de ce que la lumière "est", restent utiles comme approximations pour traiter de cas pratiques où les approximations en question sont acceptables.)
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La vocation de ce forum est "la vulgarisation scientifique de bon niveau" (cf. la charte). Merci donc de la respecter, et ne pas répondre à ceux qui posent des questions par des images obsolètes.
Réponse courte :
Non.
Vu où ça ?Je pose cette question car j'ai toujours vu appliquée la relation E=mC² comme E désignant l'énergie photonique
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Les théories courantes enseignent que :
1) la lumière est une manifestation du champ électro-magnétique ;
1) Une interaction entre la matière et le champ électro-magnétique se fait par quantum;
2) Un quantum d'interaction (= photon) est caractérisé (entre autres) par une énergie E et une quantité de mouvement ;
3) Le module de la quantité de mouvement est E/c, ce qui, en appliquant la formule permettant de calculer une masse (formule donnée par Deedee) donne une masse nulle.
4) Les phénomènes ondulatoires se modélisent avec une fréquence f et une longueur d'onde ;
5) La relation entre l'énergie par quantum et la fréquence intervenant dans les phénomènes ondulatoires est E = hf.
Peut-être que chaque point est assez abstrait et demande un peu d'effort pour être compris, mais cela est le cadre minimum pour poser des questions genre celles posées.
Hé bien là, en partant des mêmes bases et théories on a répondu différemment. Babaz va y perdre son latin, heureusement que celui-ci n'est plus trop utilisé en science (le latin, pas babaz)
Ca me rappelle le principe de Mach. Kip Thorne a écrit sur le sujet montrant rigoureusement et clairement que la RG implémente le principe de Mach. Et Steven Weinberg dans son cours montre rigoureusement et clairement que la RG contredit le principe de MachJ'ai beaucoup apprécié (c'est étonnant, mais avec des explications correctes ET contradictoires, oin apprend beaucoup !!!)
Je crois que la leçon a tirer de ça c'est que lorsque que quelque chose est "trop vulgarisé" on risque de lui faire dire n'importe quoi. Les phrases telles que "les particules quantiques sont à la fois des ondes et des corpuscules" sont manifestement beaucoup trop imprécises pour avoir même un sens. D'ailleurs, Bohr (le père de la dualité onde - corpuscule) avait changé par après pour une dualité cinématique - dynamique, plus précise et quantifiable (le lien étant : propagation = cinématique = onde, interaction = dynamique = corpuscule).
Et effectivement, c'est plus précis. La première vue étant décrite par l'équation d'onde de Schrödinger. La deuxième par la réduction (non unitaire et incompatible avec l'équation de Schrödinger).
Babaz, pour élclaircir cette problématique, il faut absolument que tu creuses le sujet plus loin. Déjà en regardant les réponses données ici en détail puis en potassant le sujet (il y a beaucoup de litératures et de sites internet. Wikipedia offre déjà beaucoup de choses intéressantes. En tout cas avant d'attaquer des choses plus complexes).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Une cause est aussi que la phrase de Babaz peut être interprétée de différentes manières, et différentes interprétations peuvent amener des réponses différentes, contradictoires. Le développement accompagnant chaque réponse doit, idéalement, clarifier l'interprétation donnée et justifier la réponse.Hé bien là, en partant des mêmes bases et théories on a répondu différemment. Babaz va y perdre son latin, heureusement que celui-ci n'est plus trop utilisé en science (le latin, pas babaz)
Bien d'accord ; nous répondons dans le même sens sur ce point et plus généralement sur l'état actuel des connaissances.Les phrases telles que "les particules quantiques sont à la fois des ondes et des corpuscules" sont manifestement beaucoup trop imprécises pour avoir même un sens.
Tout d'abord bravo à toi deedee, je vais parcourir cela avec beaucoup d'attention
Ensuite, désolé d'avoir survulgarisé ...
Cependant il me semble utile de préciser que
C'est ce qu'on m'a toujours enseigné (vous voulez l'adresse et le numéro de mes profs pour aller vous expliquer ?), en me précisant que la masse inertielle d'un photon est nulle, ce que je n'ai pas précisé, je m'en excuse
En fait on devrait dire que l'énergie en unité de masse est E/c², mais je vous assure qu'on l'enseigne à la fac selon ce que j'ai décrit.
Je ne répondrai plus de manière aussi vulgarisée. Vos réponses sont bien plus adaptées.
Bis repetita… C'est encore faux…..
Cependant il me semble utile de préciser que
Pour le photon,
Donc, en fait, je veux bien l'adresse de vos profs. Pour les éviter…
Cette façon d'enseigner est caractéristique de profs "à l'ancienne". Personnellement mes profs de fac ne me l'on pas du tout enseigné comme toi(et pourtant cela fait plus de 10 ans). C'étaitC'est ce qu'on m'a toujours enseigné (vous voulez l'adresse et le numéro de mes profs pour aller vous expliquer ?
En fait on devrait dire que l'énergie en unité de masse est E/c², mais je vous assure qu'on l'enseigne à la fac selon ce que j'ai décrit.
C'était il y a dix ans aussi (on se fait vieuxCette façon d'enseigner est caractéristique de profs "à l'ancienne". Personnellement mes profs de fac ne me l'on pas du tout enseigné comme toi(et pourtant cela fait plus de 10 ans). C'était
bonjour a tous !
.
Je crois que cette belle formule répond a la première question posée non ? Je rajoute un petit commentaire : elle est valable pour n'importe quel corpuscule, boson ou fermion masse ou non, au repos ou non. E=mC² n'est valable qu'au repos et un photon au repos , ca nécessite de se placer dans son référentiel, et c'est pas possible... Derniere chose, j'ai lut qu'on ne savait pas si le photon avait une masse nulle, mais qu'on savait que sa masse était inférieurs a un valeur ridiculement faible (genre 10 moins44). Salut a tous !
En fait, on en revient toujours au fait qu'il ne sert à rien d'essayer de comprendre certains concepts, mais de les prendre tels qu'ils sont, c'est à dire des modèles qui décrivent et rendent compte plus ou moins partiellement et précisément du comportement des particules.
Quelqu'un a évoqué Niels Bohr, un des pères fondateurs de la MQ. Il était un fervent défenseur de l'interprétation de Copenhague, qui correspond à peu près avec ce que je disais plus haut.
C'est un peu comme quand j'explique à ma chérie d'arrêter de prendre au 1er degré tous ce qu'il se passe dans les films de David Lynch ("mais je comprend pas, la femme elle est blonde au début du film, et après elle est brune"
D'où le danger d'essayer d'expliquer, et a fortiori de vulgariser...
Excellente comparaisonC'est un peu comme quand j'explique à ma chérie d'arrêter de prendre au 1er degré tous ce qu'il se passe dans les films de David Lynch ("mais je comprend pas, la femme elle est blonde au début du film, et après elle est brune"
D'où le danger d'essayer d'expliquer, et a fortiori de vulgariser...
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
