Répondre à la discussion
Affichage des résultats 1 à 21 sur 21

photon, longueur d'onde et vitesse



  1. #1
    -maroon-

    photon, longueur d'onde et vitesse


    ------

    Bonjour,
    Je n'arrive pas à comprendre comment la vitesse des ondes électromagnétiques peut rester constante avec des longueurs d'onde qui varient, sachant que les photons ont toujours la même vitesse... puisque forcément la distance entre deux points augmente quand la longueur d'onde diminue!
    Merci à celui qui m'éclaircira les idées!

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    Zefram Cochrane

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Bonjour,
    c'est parce que la masse des photons est nulle.
    cordialement,
    On the influence of gravitation on the propagation of light.

  4. #3
    Zefram Cochrane

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Bonjour,
    L'énergie peut exister sous deux formes : soit matérielle avec une masse, soit immatérielle ie sans masse.
    la vitesse de propagation de la vitesse des particules matérielles est obligatoirement inférieure à C la vitesse de la lumière dans le vide; celle des patricules immatérielle (les photons par exemple) est obligatoiremenent strictement égale à C.
    Imagine maintenant deux photons de longueur d'onde différente se propageant sur des ligne parallèles proches et émis au même moment par deux lasers situés cote à cote. Quel que soit l'endroit où tu te trouveras sur cette ligne, tu capteras les deux photons en même temps.

    (1) ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... I
    (2) --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --I
    cordialement
    Zefram
    On the influence of gravitation on the propagation of light.

  5. #4
    LPFR

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Bonjour.
    Ce qui reste constant est la fréquence de la perturbation.
    Si on vous agite à 20 Hz vous n'allez pas vous mettre à bouger à 15 Hz ni à 25 Hz.
    La longueur d'onde est la conséquence de la fréquence de l'onde et de la vitesse de propagation.
    Par exemple, quand la lumière rentre dans une vitre, sa fréquence reste la même et sa longueur d'onde diminue car la vitesse dans la vitre est plus faible. Et quand la même lumière sort de l'autre côté, la fréquence reste toujours la même et la longueur d'onde redevient celle qu'elle était avant la vitre.

    Finalement, soit vous utilisez le modèle de particule (photon) et non celui ondulatoire (avec l'électromagnétisme) et ça n'a pas de sens de parler de longueur d'onde, soit vous utilisez le modèle ondulatoire (comme j'ai fait dans mon explication) et vous ne prononcez pas le mot photon.
    Les deux modèles sont distincts et on ne le mélange pas. On utilise celui qui explique le mieux le phénomène que l'on étudie.
    Au revoir.

  6. #5
    lionelod

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Citation Envoyé par -maroon- Voir le message
    Bonjour,
    Je n'arrive pas à comprendre comment la vitesse des ondes électromagnétiques peut rester constante avec des longueurs d'onde qui varient, sachant que les photons ont toujours la même vitesse... puisque forcément la distance entre deux points augmente quand la longueur d'onde diminue!
    Merci à celui qui m'éclaircira les idées!
    C'est une question vachement difficile, donc quantique!
    Le photon a une vitesse constante (celle de la lumière) mais une énergie variable. Cette énergie est proportionelle à la fréquence.
    D'autre part, le photon a deux autres particularités qui en font un "être" tout à fait à part.
    Il a une masse nulle et c'est un boson.
    Qui dit boson, dit condensat de Bose. Les photons vont naturellemnt se condenser entre eux ( à l'image de ce qui se passe pour un superfluide) . Mais du fait que la masse du photon soit nulle, il peut en réalité se condenser à toutes les températures.

    Du coup, une onde électromagnétique de fréquence f est un condensat de N photons d'énergie hf. Tous les photons sont dans le même état d'énergie.
    Dernière modification par lionelod ; 15/12/2011 à 08h47.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    LPFR

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Citation Envoyé par lionelod Voir le message
    C'est une question vachement difficile, donc quantique!
    Le photon a une vitesse constante (celle de la lumière) mais une énergie variable. Cette énergie est proportionelle à la fréquence.
    D'autre part, le photon a deux autres particularités qui en font un "être" tout à fait à part.
    Il a une masse nulle et c'est un boson.
    Qui dit boson, dit condensat de Bose. Les photons vont naturellemnt se condenser entre eux ( à l'image de ce qui se passe pour un superfluide) . Mais du fait que la masse du photon soit nulle, il peut en réalité se condenser à toutes les températures.

    Du coup, une onde électromagnétique de fréquence f est un condensat de N photons d'énergie hf. Tous les photons sont dans le même état d'énergie.
    Re.
    N'importe quoi. Comme d'habitude.
    A+

  9. Publicité
  10. #7
    f6bes

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Citation Envoyé par -maroon- Voir le message
    Bonjour,
    Je n'arrive pas à comprendre comment la vitesse des ondes électromagnétiques peut rester constante avec des longueurs d'onde qui varient, sachant que les photons ont toujours la même vitesse... puisque forcément la distance entre deux points augmente quand la longueur d'onde diminue!
    Merci à celui qui m'éclaircira les idées!
    Bjr à toi,
    Analogie:
    Hum , un GRAND coureur (à pied) et un ..petit.. coureur, peuvent aller à la MEME vitesse.
    Ces DEUX photons différents en somme.
    Par contre les enjambées (longueur ds'onde) ne seront PAS les memes....ce qui ne change en rien la vitesse!
    Il y en a un (le petit) qui aura une longueur d'onde (enjambée) plus courte, mais il fera plus (enjambée) pour maintenir la MEME vitesse.
    C'est tout.
    A+

  11. #8
    coussin

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Oui, le condensat de photons est une autre bête
    La difficulté, c'est que pour condenser il faut un potentiel chimique non nul (ou que le nombre de photons soit conservé, c'est pareil).
    Mais ça existe ( http://www.nature.com/nature/journal...ture09567.html ). Mais c'est autre chose…

  12. #9
    invite231234
    Invité

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Citation Envoyé par f6bes Voir le message
    Bjr à toi,
    Analogie:
    Hum , un GRAND coureur (à pied) et un ..petit.. coureur, peuvent aller à la MEME vitesse.
    Ces DEUX photons différents en somme.
    Par contre les enjambées (longueur ds'onde) ne seront PAS les memes....ce qui ne change en rien la vitesse!
    Il y en a un (le petit) qui aura une longueur d'onde (enjambée) plus courte, mais il fera plus (enjambée) pour maintenir la MEME vitesse.
    C'est tout.
    A+
    Ceci m'interroge, tout comme le coureur qui fait plus d'enjambée dépense plus d'énergie, un photon à courte longueur d'onde à une énergie plus grande qu'un photon à longue longueur d'onde ... est-ce que cette analogie est valable ?

  13. #10
    lionelod

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    L'énergie du photon augmente avec la fréquence.
    Si le nombre de photon était constant avec la fréquence alors on aboutirait à une catastrophe ultraviolette.
    Mais le nombre de photon diminue plus vite que l'énergie en fonction de la fréquence.
    C'est la grande découverte de Planck permettant d'expliquer le rayonnement du corps noir.

  14. #11
    Youry

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Autre analogie...

    On peux imaginer 2 montres à aiguilles.
    L'une tourne vite (haute fréquence pour le photon)
    L'autre plus lentement (le photon de basse fréquence)

    Les 2 montres vont à la même vitesse, (la vitesse de la lumière)

    La longueur d'onde c'est la distance parcouru par 1 montre pendant que l'aiguille réalise 1 tour.
    La montre dont l'aiguille tourne le plus lentement effectue une plus grande distance (grand longueur d'onde) pour que son aiguille fasse un tour complet.

    J'espère ne pas vous avoir embrouillé.

  15. #12
    LPFR

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Re.
    Arrêtez les mauvaises analogies avec les coureurs.
    Dans le vide, la perméabilité et la permittivité ne dépendent pas de la fréquence.
    Donc, toutes les ondes électromagnétiques se déplacent à la même vitesse quelque soit leur fréquence et quelque soit leur forme. Elles n'ont même pas besoin d'être périodiques.
    A+

  16. Publicité
  17. #13
    mariposa

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Au delà des analogies , ce qu'il faut savoir d'important.


    Monde classique
    (non quantique):

    ----------------------------------------------------------------------------


    Quand on résout l'équation d'onde de propagation d'une onde électromagnétique on obtient la relation de dispersion:


    w = c.k

    avec w pulsation (que l'on appelle maladroitement fréquence)

    k vecteur d'onde = 2.pI/lambda

    c vitesse de l'onde.

    -------------------------------------------------------------------------


    Monde quantique
    :


    En multipliant par hbarre noté h on rentre dans le monde quantique

    on a:

    h.w = c.hk

    qui veut dire

    E = h.w c'est l'énergie du photon

    p = h.k c'est l'impulsion du photon

    qui donne la relation bien connue

    E = p.c qui lie l'énergie d'un photon à son impulsion

    ---------------------------------------------------------------

    Monde relativiste.

    On montre que:

    E2 = m2 + (pc)2

    On retrouve E = p.c a partir de la relativité avec l'information supplémentaire est que la masse "m" du photon est nulle.

  18. #14
    MarioB

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Bonjour -maroon-,

    la vitesse d'une onde électromagnétique n'est constante que dans le vide; en effet, celle-ci dépend de l'indice de propagation n du milieu de propagation de l'onde électromagnétique: V = C / n;

    en revanche, la vitesse du photon qui a une inertie de matière nulle est toujours C, dans tous les milieux ou il se propage.

  19. #15
    MarioB

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Bonjour -maroon-,

    je rectifie en disant que n est l'indice de réfraction, qu'un lapsus m'a fait nommer, et tu m'en excuseras, un indice de propagation...je n'ai pas pu corriger avant !

    salut.

  20. #16
    -maroon-

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Merci pour vos réponses!
    cependant je ne comprends toujours pas!
    L'énergie du photon augmente avec la fréquence.
    Le photon a une vitesse constante (celle de la lumière) mais une énergie variable. Cette énergie est proportionelle à la fréquence.
    si les ondes ont des fréquences différentes forcément les photons ont aussi des vitesses différentes, non?

  21. #17
    LPFR

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Citation Envoyé par -maroon- Voir le message
    Merci pour vos réponses!
    cependant je ne comprends toujours pas!
    si les ondes ont des fréquences différentes forcément les photons ont aussi des vitesses différentes, non?
    Bonjour.
    Non.
    Tous les photons vont à la même vitesse: 'c' dans le vide, et c/n dans un milieu autre que le vide.
    C'est cela que l'on vous a dit de plusieurs façons.
    Un photon de lumière bleue a une énergie plus grande qu'un photon de lumière rouge. Ils ne différent que par la fréquence et longueur d'onde de l'onde électromagnétique correspondante.
    Et, une fois de plus, cette énergie n'est pas de l'énergie cinétique comme celle d'un caillou.
    Au revoir.

  22. #18
    lionelod

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Citation Envoyé par -maroon- Voir le message
    si les ondes ont des fréquences différentes forcément les photons ont aussi des vitesses différentes, non?
    Ton raisonnement eut pu (conditionnel passé ?? ) être cohérent si Einstein n'eut été passé par là en 1905!
    Pour te rassurer un peu, sache que même Planck n'y a pas cru jusqu'en 1911.

    Je crois qu'en cette année miraculeuse, Einstein était obsédé par l'unification de l'électromagnétisme et de la mécanique.
    Il y réussi par deux coups de maîtres: En réinterprétant les transformations de Lorentz (Naissance de la Relativité) et en rééinterprétant la constante de Planck (E=hnu )(Naissance du quantique).

  23. Publicité
  24. #19
    Theophane

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour.
    Non.
    Tous les photons vont à la même vitesse: 'c' dans le vide, et c/n dans un milieu autre que le vide.
    C'est cela que l'on vous a dit de plusieurs façons.
    Bonjour,

    Si je ne m'abuse (merci de me corriger si je me trompe), ceci est vrai dans un milieu non dispersif ; mais si on considère un matériau dispersif, on a n = n(f) (dépend de la fréquence) et donc v = v(f), non ?

    Merci de m'éclairer sur ce point.

  25. #20
    LPFR

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Citation Envoyé par Theophane Voir le message
    Bonjour,

    Si je ne m'abuse (merci de me corriger si je me trompe), ceci est vrai dans un milieu non dispersif ; mais si on considère un matériau dispersif, on a n = n(f) (dépend de la fréquence) et donc v = v(f), non ?

    Merci de m'éclairer sur ce point.
    Re.
    Oui. C'est bien ce que j'ai dit. La vitesse est c/n. Que le milieu soit dispersif ou non.
    Quand il est dispersif, 'n' dépend de la fréquence mais c'est toujours c/n.
    A+

  26. #21
    Theophane

    Re : photon, longueur d'onde et vitesse

    Re,

    Certes, mais vous répondiez non à -maroon- qui disait "si les ondes ont des fréquences différentes forcément les photons ont aussi des vitesses différentes, non? "
    J'ai trouvé que ça portait à confusion, mais ok.

Discussions similaires

  1. Relation vitesse fréquence et longueur d'onde
    Par fserfser dans le forum Physique
    Réponses: 11
    Dernier message: 04/02/2012, 17h02
  2. Réponses: 777
    Dernier message: 15/02/2010, 22h21
  3. Réponses: 3
    Dernier message: 09/11/2009, 21h46
  4. Longueur d'onde et photon ???
    Par jojo292 dans le forum Physique
    Réponses: 5
    Dernier message: 14/10/2009, 22h00
  5. vitesse de la propagation, longueur d'onde et milieu
    Par nanoua dans le forum Physique
    Réponses: 4
    Dernier message: 05/02/2007, 09h25