lumière

[DorioF]

Salut

je sais que la lumière est une onde mais une onde de quoi ??

qu'es qui varie ??

j'espère que vous avez compris ma question

Merci d'avance
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[arbolis87]

Bonjour.
Avez-vous fait une recherche? Par exemple wikipedia donne: http://fr.wikipedia.org/wiki/Lumi%C3%A8re.

[coussin]

qu'es qui varie ??

Le champ électromagnétique

[rommelus]

Bonjour,

Je pose une question dans le même sens.

Soit un électron en translation uniforme dans un référentiel galiléen. On sait que les vecteur champs électrique et magnétique qui lui sont associés en un quelconque point de l'espace varient nécessairement au cours du temps (coulomb et biot et savart).

J'affirme que cet électron émet de la lumière. Qu'en pensez vous ?

Si l'électron accélère la situation est la même : les vecteur champs électrique et magnétique qui lui sont associés en un quelconque point de l'espace varient nécessairement au cours du temps (coulomb et biot et savart).

Il est naturel que cette lumière interagisse avec les matières chargée puisqu'elle est par définition un champ électromagnétique (variable) et il est naturel que sa capacité à perturber la stabilité d'un atome qui croise son chemin dépende de sa fréquence. Qu'en pensez vous ?

Cordialement,
Rommel Nana Dutchou

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Je pose une question dans le même sens.

Soit un électron en translation uniforme dans un référentiel galiléen. On sait que les vecteur champs électrique et magnétique qui lui sont associés en un quelconque point de l'espace varient nécessairement au cours du temps (coulomb et biot et savart).

J'affirme que cet électron émet de la lumière. Qu'en pensez vous ?

Que c'est faux.

[invite1c3dc18e]

par contre si l'electron est décéléré par collisions alors il émettra de la lumière, ce phénomène est appelé bremsstrahlung.

[rommelus]

Bonjour,

Autant pour moi.

Le mot lumière doit être réservé pour autre chose, par exemple les transitions électroniques entre orbites permises par la physique quantique.

On peut seulement dire qu'en physique non quantique, les vecteurs champs électrique et magnétique générés par un électron en translation uniforme dans un référentiel galiléen varient au cours du temps en un point de l'espace et que ces variations sont solution des équation de maxwell dans le vide (si on est dans le vide)

Cordialement,
Rommel Nana Dutchou

[DorioF]

enfaite si j'ai demandé ça c'est parce que je pensais que ça avait un rapport avec la mécanique quantique et donc ça ne me servait a rien de faire une recherche vus que je connais pas encore, mais aussi l’aspect onde particule de la lumière ne s'explique t-il pas par la mécanique quantique.

Merci

[Deedee81]

Salut,

Le mot lumière doit être réservé pour autre chose, par exemple les transitions électroniques entre orbites permises par la physique quantique.

Ben non. Habituellement le mot lumière est réservé à la bande visible du spectre électromagnétique (mais pas toujours puisque l'on parle, par exemple, de lumière ultraviolette).

En outre, la lumière n'est pas nécessairement produite par des transitions électroniques (bien que les autres transitions : translation, rotations, vibrations, soient plutôt situées dans le domaine radio ou infrarouge. Mais à haute température, c'est assez commun, idem pour le bremsstrahlung). L'effet Cerenkov produit aussi une belle lumière bleutée. Mais, bon, tu disais "par exemple"

Note qu'il y a deux manière de vérifier qu'une charge en mouvement uniforme n'émet pas d'onde EM. La manière simple : puisque les équations de Maxwell sont invariantes sous une transformation de Lorentz, tu prends un repère où la charge est immobile et tu résouts (évident) : tu as un champ E coulombien et pas de champ magnétique. Tu effectues une transformations de Lorentz et tu trouves un champ électrique et un champ magnétique (mais pas de composante sinusoïdale, évidemment). La manière compliquée : tu prends rho = une fonction delta (charge ponctuelle) avec une position variant au cours du temps. Tu résouts les équations de Maxwell. Et tu aboutis directement à la solution recherchée.

Dans le cas des accélérations c'est plus compliqué, forcément. Mais on trouve cela dans tout bon bouquin d'électrodynamique classique (sous l'appellation bremsstrahlung comme le signale Anacarsis) . Un des meilleurs bouquins sur le sujet :
http://www.amazon.fr/Electrodynamiqu.../dp/2100044117
Très complet.

[invite456ad50f]

Que diriez Aurora

[rommelus]

Salut

Autant pour moi.

Ben non. Habituellement le mot lumière est réservé à la bande visible du spectre électromagnétique (mais pas toujours puisque l'on parle, par exemple, de lumière ultraviolette).

Ok

En outre, la lumière n'est pas nécessairement produite par des transitions électroniques (bien que les autres transitions : translation, rotations, vibrations, soient plutôt situées dans le domaine radio ou infrarouge. Mais à haute température, c'est assez commun, idem pour le bremsstrahlung). L'effet Cerenkov produit aussi une belle lumière bleutée. Mais, bon, tu disais "par exemple"

Ok pour la lumière telle que tu l'as précisé.

Note qu'il y a deux manière de vérifier qu'une charge en mouvement uniforme n'émet pas d'onde EM.

Aie ! c'est quoi une onde électromagnétique ?

On peut dire que ce sont des vecteur champs électrique et magnétique qui varient au cours du temps. Par exemple toute solution non stationnaire des équations de Maxwell dans le vide est une onde électromagnétique. Un fil rectiligne et infini qui est parcouru par un courant électrique d'intensité constante crée des champs stationnaire (symétrie oblige) et il s'agit là d'une application du principe de superposition, la participation de chacun matière chargée en translation dans le fil n'étant pas stationnaire (coulomb et biot et savart pour la forme).

La manière simple : puisque les équations de Maxwell sont invariantes sous une transformation de Lorentz, tu prends un repère où la charge est immobile et tu résouts (évident) : tu as un champ E coulombien et pas de champ magnétique.

Où est le problème ? dans le référentiel où il n'y a qu'un champs coulombien on dit que le champs est stationnaire. Ce champ associé à un seul électron n'est plus stationnaire dans le référentiel où il est en translation uniforme : E et B varient au cours du temps en un quelconque point de l'espace et ces variations sont absolument solutions des équation de Maxwell. Pour les référence deux noms devraient suffire : Liénard-Wiechert. Un champ coulombien ne veut pas dire qu'il n'y a pas propagation (on a bien des formules retardées à la vitesse c dans le référentiel ou il y a translation uniforme) mais que la solution est stationnaire : la formule de coulomb est retardée, mais sa valeur en un point de l'espace ne dépend pas du temps.

Tu effectues une transformations de Lorentz et tu trouves un champ électrique et un champ magnétique (mais pas de composante sinusoïdale, évidemment).

D'où vient le mot sinusoïdale ?? est qu'on a dit qu'il s'agissait des vecteurs champs générés par un électron dont le mouvement sinusoïdale est imposé dans un antenne émettrice ? est ce que les vecteur champs complètement explicités par Liénard-Wiechert pour un électron en translation uniforme sont sinusoïdales ? je vois seulement des formules "retardées".

La manière compliquée : tu prends rho = une fonction delta (charge ponctuelle) avec une position variant au cours du temps. Tu résouts les équations de Maxwell. Et tu aboutis directement à la solution recherchée.

Si les champs associé à une matière chargée dans un référentiel galiléen sont solution des équations de Maxwell dans le vide, alors alors structure générale de ces champs (à l'extérieur des charge parce que je ne sais pas comment on les expérimente à l'intérieur) s'obtient en appliquant les formules de Maxwell aux potentiels de Liénard-Wiechert : c'est mathématique, il suffit d'utiliser la fonction de Green associé à l'opérateur de d'Alembert. On retrouve les formule retardés dont je parlais si la charge est en translation uniforme.

Dans le cas des accélérations c'est plus compliqué, forcément. Mais on trouve cela dans tout bon bouquin d'électrodynamique classique (sous l'appellation bremsstrahlung comme le signale Anacarsis) .

Si on admet que les vecteur champs associés à un électron dans un référentiel galiléen sont toujours électromagnétiques (perturbent les trajectoires suivant la force de Lorentz ) quelque soit sa trajectoire, et sont toujours solutions des équations des équations de Maxwell, alors tout ce qu'on qu'on peut dire c'est que les vecteurs champs générés par cet électron dépendent non seulement de sa fonction vitesse mais aussi de sa fonction accélération (Liénard-Wiechert pour les potentiel explicites qui sont retardés sans sinusoïdes)

Un des meilleurs bouquins sur le sujet :
http://www.amazon.fr/Electrodynamiqu.../dp/2100044117
Très complet.

Heu.. est ce qu'il y a une autre solution que celle de Liénard-Wiechert là dedans ??

S'il faut résumer on a pas avancé : en physique relativiste non quantique, un onde électromagnétique ce sont des vecteur champs électrique et magnétique qui varient au cours du temps et à la vitesse c dans le vide. Liénard-Wiechert donne est formules retardées dans toutes les situation où on l'admet comme solution, et enseigne que les potentiels sont toujours retardés, que l'électron soit accéléré où en translation uniforme dans un référentiel galiléen.


Cordialement,
Rommel Nana Dutchou

[rommelus]

Bonjour,

je sais que la lumière est une onde mais une onde de quoi ??
qu'es qui varie ??

En physique relativiste non quantique :

1/ La lumière est une onde électromagnétique

2/ Une onde électromagnétique ce sont des vecteurs champs électrique et magnétique qui varient au cours du temps avec un vitesse vitesse c de propagation. Il peut y avoir superposition de telles ondes. Un onde électromagnétique ça sert à perturber les trajectoires des particules chargées par définition.

3/ Dans un référentiel galiléens, les vecteurs champs électrique et magnétique associé à un électron qui n'est pas immobile varient au cours du temps en un quelconque point de l'espace et se propage àla vitesse c (Liénard-Wiechert), que le mouvement de l'électron soit accéléré ou un translation uniforme.

En physique quantique je ne connais pas la bonne définition, certains auteurs demande de se représenter un cylindre qui peut apparaitre comme un cercle ou un rectangle suivant la face éclairée...

Quoiqu'il en soit, personne ne recommande des grains de lumière sphériques ou aplatis, mais ils semblent constater qu'une onde électromagnétique (pardon la lumière) perturbe des électrons en fonction de sa fréquence ce qui n'est pas absolument imprévisible si on se souvient de ce qu'est une onde électromagnétique (la lumière je veux dire)

Cordialement,
Rommel Nana Dutchou

[Deedee81]

On peut dire que ce sont des vecteur champs électrique et magnétique qui varient au cours du temps. Par exemple toute solution non stationnaire des équations de Maxwell dans le vide est une onde électromagnétique.

Pas d'accord.

Bon, c'est vrai, j'ai été trop vite en disant "sinusoïdal". Vieux réflexe. Ca peut aussi être une superposition.

Il n'empêche qu'une onde EM a une signification bien précise. Ce sont les solutions ou superposition de solutions des équations de Maxwell dans le vide. Avec le champ magnétique et le champ électrique perpendiculaire et en phase. Les autres cas ne sont pas des ondes EM (et après quantification ne correspondent d'ailleurs pas à des photons). Voir ici par exemple :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Onde_%C...agn%C3%A9tique

Une onde EM est un champ électrique et magnétique qui varient. Tout champ électrique et magnétique qui varie.... n'est pas nécessairement une onde EM !!!!
C'est l'histoire des chiens et des mammifères. Un chien est un mammifère, tout mammifère n'est pas un chien

Mais je te (re)conseille quand même vivement le cours d'électrodynamique que je t'ai indiqué. C'est le must et il te permettra de combler tes lacunes dans ce domaine (il est clair que le malentendu vient simplement de l'usage erroné que tu fais de "onde électromagnétique". Mais quand on en vient appeler tout champ électrique variable une "onde", je serais franchement surpris si étudier ce cours ne t'apportait rien !)

Bonne lecture.

[rommelus]

Bonjour,

Autant pour moi.

Je remarquerai tout de même que sur l'article de wikipédia, la distinction entre rayonnement et onde semble se faire suivant que la physique utilisée est quantique ou pas.

Cordialement,
Rommel Nana Dutchou

[Deedee81]

Je remarquerai tout de même que sur l'article de wikipédia, la distinction entre rayonnement et onde semble se faire suivant que la physique utilisée est quantique ou pas.

Tu peux me dire où tu vois ça dans l'article ????
(au contraire, au début ils font la distinction entre le phénomène de rayonnement et sa modélisation par une onde EM, mais ne parlent pas de physique quantique à ce stade).

Ceci dit, si le mot onde électromagnétique est relativement précis, le mot rayonnement a des significations assez diverses et variées selon les auteurs et surtout selon leur domaine de prédilection. Ca dépend même de la langue !!! (les articles anglais semblent utiliser le mot "radiation" assez souvent, ce qui est moins le cas des articles français.... peut-être à cause de sa connotation négative ???). Méfiance.

[rommelus]

Bonjour,

Tu peux me dire où tu vois ça dans l'article ????
(au contraire, au début ils font la distinction entre le phénomène de rayonnement et sa modélisation par une onde EM, mais ne parlent pas de physique quantique à ce stade).

Il me semble que le rayonnement électromagnétique est présenté comme le phénomène étudié, c'est la réalité physique. Pour décrire cette réalité, on dispose de plusieurs théorie à savoir, par exemple (?), l'onde électromagnétique en physique non quantique et le photon en physique quantique.

En physique classique, la nature sinusoïdale d'une "onde électromagnétique" n'est pas automatique et pourrait provenir de la nature périodique des trajectoire des charge qui la génère.

Sinon je ne suis pas physicien de formation et il me semble que tu l'es. Je ne prétend pas pouvoir t'apprendre quelque chose de nouveau sur ce qui ce sait déjà (parmi lesquelles des choses comme la relativité générale qui ne font pas l'unanimité et à juste titre - tout premier paragraphe de l'introduction du footnotes numero 7 ici http://en.wikipedia.org/wiki/Frame_of_reference) et j'ai ma propre théorie sur le sujet.

Sinon les terminologies sont parfois standards mais des auteurs peuvent nuancer leurs propos à volonté, ce qui est normale puis qu’aucune théorie n'explique tout

Cordialement,
Rommel Nana Dutchou

[Deedee81]

Salut,

En physique classique, la nature sinusoïdale d'une "onde électromagnétique" n'est pas automatique et pourrait provenir de la nature périodique des trajectoire des charge qui la génère.

Le cas sinusoïdal est un cas particulier (irréaliste d'ailleurs !) même en MQ.

Sinon je ne suis pas physicien de formation et il me semble que tu l'es.

A vrai dire, pas vraiment. Je suis ingénieur civil et puis j'ai complété par moi-même (essentiellement RG et théorie quantique des champs).

Je ne prétend pas pouvoir t'apprendre quelque chose de nouveau sur ce qui ce sait déjà (parmi lesquelles des choses comme la relativité générale qui ne font pas l'unanimité et à juste titre - tout premier paragraphe de l'introduction du footnotes numero 7 ici http://en.wikipedia.org/wiki/Frame_of_reference) et j'ai ma propre théorie sur le sujet.

Comme pour tout le monde, il y a plus de choses que je ne sais pas que de choses que je sais

Ceci dit, intéressant cet article historique. Je ne le connaissais pas. Merci,

On sait aussi que la RG n'est qu'un modèle approché. Et je crois pouvoir dire que tout le monde a ses propres travaux (les miens tournent autour de la gravitation quantique semi-classique)

Sinon les terminologies sont parfois standards mais des auteurs peuvent nuancer leurs propos à volonté, ce qui est normale puis qu’aucune théorie n'explique tout

Sans compter les variations suivant les métiers (quand on pense que pour un astrophysicien le soufre est un métal ) et les héritages historiques (parfois étonnant, comme le nom Big Bang venu d'un détracteur de ce modèle !)

[rommelus]

Bonjour,

Il n'empêche qu'une onde EM a une signification bien précise. Ce sont les solutions ou superposition de solutions des équations de Maxwell dans le vide. Avec le champ magnétique et le champ électrique perpendiculaire et en phase.

Un électron en translation uniforme dans un référentiel galiléen émet bien une onde électromagnétique avec toutes ces caractéristiques : les champs électrique et magnétique varient conformément à Maxwell, ils sont orthogonaux en tout point de l'espace (B c'est le produit vectoriel de E et lq vitesse de la source le tout divisé par le carré c), la propagation est sphérique et réalisée à la vitesse c. Pour moi c'est la lumière.

la seule différence avec le cas de l'électron accéléré est que l'intégrale du vecteur de Poynting sur une sphère générée en un certain évènement est nul si le mouvement est rectiligne et uniforme, ce vecteur de Poynting ayant justement été postulé dans le but d'écrire pour les ondes électromagnétiques les lois de conservation similaires à celles des systèmes mécaniques isolés ou soumis à des forces conservatives.

Cordialement,
Rommel Nana Dutchou

[invite469d31d1]

Salut, la lumière est une onde électromagnetique visible par l'oeil humain, elle se comprise dans longueur d'ondes de 380nm du raie violet à 780nm du raie rouge. c'est d'aprés ma petite recherche.merci

[Chanur]

Bonjour,

Un électron en translation uniforme dans un référentiel galiléen émet bien une onde électromagnétique

Yapuka définir ce qu'est une onde de fréquence nulle ...

Cordialement.

[rommelus]

Bonjour,

Un petit hors sujet qui est relatif à la discussion http://forums.futura-sciences.com/ph...-generale.html que je n’essaie pas de relancer :

Pour résumer en quelque sorte mon dernier message qui a été modéré, le calcul que fait m@ch3 pour déterminer le temps propre des particule accéléré dans un espace de Minkowski est cohérent mais ce que j'explique, c'est qu'il ne s'agit pas d'un résultat de la relativité restreinte dont la formulation originelle est complète, il s'agit d'un proposition de la relativité générale qui postule un mode de calcul agréable pour déterminer les temps propres le long des trajectoires matérielles, le principal défaut expérimental de cette théorie (parce qu'à mon avis aucun expérimentateur ne peut s'en passer) étant de renoncer officiellement à la notion de distance spatiale entre entité immobile, on ne sait pas paramétrer l'immobilité des entités relativement à un physicien désigné : ce n'est pas une force pour la théorie, et ce n'est qu'une théorie qui a choisie de recopier les mathématiques des variétés riemanniennes pour décrire le temps et l'espace, c'est un choix qui demande des sacrifices.

Ce qu'on peut dire c'est que pour étendre la formulation originelle de la relativité restreinte, si on se place dans un quelconque référentiel (un référentiel étant le point de vue d'un hypothétique expérimentateur), la durée de temps propre écoulée au sein d'une quelconque particule matérielle pendant un intervalle de temps très petit mais non nul dépend absolument de sa fonction vecteur vitesse pendant cet intervalle de temps (on peut rajouter, sans renoncer à l'immobilité et aux distances spatiales, la fonction vecteur position si on veut que la matière environnante ait une influence).

D'un point de vue numérique, avoir la même fonction vitesse pendant un intervalle de temps très petit ne signifie pas avoir la même vitesse initiale, il faut aussi avoir la même accélération initiale. Donc en ne considérant que la relativité restreinte où seul le mouvement perturbe les durées de temps propres (ce qui signifie seulement que le mouvement perturbe la régularité du tic tac), l’accroissement d'un temps propre pendant un très petite durée dépend à la fois de la vitesse initiale et de l'accélération initiale.

Fin du hors sujet.

Cordialement,
Rommel Nana Dutchou

[rommelus]

Bonjour,

Yapuka définir ce qu'est une onde de fréquence nulle ...

J'ai préciser que la particule en translation uniforme émet une onde si une onde électromagnétique si une telle onde est reconnu par le fait que c'est une solution non constante (!) et donc non triviale des équations de Maxwell. Lorsqu'on fait certaines hypothèses qui ne sont pas imposées par les lois empirique permettant la dérivation des équations de Maxwell (ma théorie ne reprend pas ces hypothèses) on trouve qu'à priori un électron accéléré émet des champs électromagnétiques de même caractéristique que l'électron en translation uniforme et les formules calculer par Liénard-Wiechert ne mettent aucune notion de fréquence en évidence dans aucune de ces situations. Pourquoi dit on que l'électron accéléré émet la lumière ?

Si on construit un accélérateur tronqué où les électrons ne parcourent qu'un petit arc de cercle avant d'être lâchés à l'air libre, on dira qu'il rayonne et peuvent émettre des rayons X pourtant il n'y a aucune fréquence dans Liénard-Wiechert. Si le mouvement de l'électron est apparemment périodique dans des atomes stables ou si on lui impose un mouvement périodique dans une antenne émettrice, alors les formules peuvent mettre en évidence une fréquence.

Pensez vous que l’œil humain soit sensible aux champs électromagnétique qui varient de façon périodique et soit insensible si ces même champs varient sans qu'on ne puisse établir une périodicité ? une solution non constante et non périodique des équations de Maxwell va toujours perturber le mouvement des électron d'une antenne réceptrice. Dans le cas des charges en translation uniforme, la symétrie des superposition peut annuler les variations des champs résultant comme dans la cas d'un fil rectiligne infini. Pour une charge immobile, la symétrie implique la constance des champs mais n'exclue pas leur propagation.

Cordialement,
Rommel Nana Dutchou