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Interaction lumière-matière que deviennent les photons ?



  1. #1
    pernod

    Interaction lumière-matière que deviennent les photons ?


    ------

    Bonjour,
    Si un photon portant l'énergie de la radiation bleue entre en contact avec un objet bleu, il est absorbé et réémis.
    En revanche, si le photon est porteur de l'énergie associée à la radiation rouge, peut on dire qu'il est absorbé, mais que l'énergie qu'il porte est transformé en énergie cinétique microscopique donc en chaleur?

    Cdt

    Merci

    -----

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  3. #2
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Interaction lumière-matière que deviennent les photons ?

    Salut,

    Citation Envoyé par pernod Voir le message
    Bonjour,
    Si un photon portant l'énergie de la radiation bleue entre en contact avec un objet bleu, il est absorbé et réémis.
    En revanche, si le photon est porteur de l'énergie associée à la radiation rouge, peut on dire qu'il est absorbé, mais que l'énergie qu'il porte est transformé en énergie cinétique microscopique donc en chaleur?
    Oui, tout à fait.
    Keep it simple stupid

  4. #3
    f6bes

    Re : Interaction lumière-matière que deviennent les photons ?

    Citation Envoyé par pernod Voir le message
    Bonjour,
    Si un photon portant l'énergie de la radiation bleue entre en contact avec un objet bleu, il est absorbé et réémis.
    En revanche, si le photon est porteur de l'énergie associée à la radiation rouge, peut on dire qu'il est absorbé, mais que l'énergie qu'il porte est transformé en énergie cinétique microscopique donc en chaleur?

    Cdt

    Merci
    Bjr à toi,
    Suffit de voir ce qui se passe sur une surface qui ne réémet RIEN ( le NOIR)...ça monte en température !!
    Bonne journée

  5. #4
    pernod

    Re : Interaction lumière-matière que deviennent les photons ?

    Merci, c'est ce que je pensais.
    Je voudrais aussi savoir s'il y a un lien entre les lois de reflexion de Snell-Descartes et le l'absorbption et l'emision d'un photon?
    Qu'est-ce-qui détermine l'angle de reflexion?

    Cdt
    Dernière modification par pernod ; 20/01/2012 à 14h01.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Interaction lumière-matière que deviennent les photons ?

    Citation Envoyé par pernod Voir le message
    Je voudrais aussi savoir s'il y a un lien entre les lois de reflexion de Snell-Descartes et le l'absorbption et l'emision d'un photon?
    A priori non.
    Citation Envoyé par pernod Voir le message
    Qu'est-ce-qui détermine l'angle de reflexion?
    L'angle sous lequel le rayon lumineux atteint la surface !

    Et l'angle réfléchit est identique à l'ange incident à cause de phénomènes d'interférences dans les ondes réfléchies. C'est le seul angle qui permet une interférence constructive. Ca se montre assez facilement avec de petits dessins
    Keep it simple stupid

  8. #6
    LPFR

    Re : Interaction lumière-matière que deviennent les photons ?

    Citation Envoyé par pernod Voir le message
    Bonjour,
    Si un photon portant l'énergie de la radiation bleue entre en contact avec un objet bleu, il est absorbé et réémis.
    En revanche, si le photon est porteur de l'énergie associée à la radiation rouge, peut on dire qu'il est absorbé, mais que l'énergie qu'il porte est transformé en énergie cinétique microscopique donc en chaleur?

    Cdt

    Merci
    Bonjour.
    En dehors de fluorescence et de la phosphorescence, la matière n'absorbe pas de photons pour les réémettre. Une fois absorbé il n'est plus jamais réémis. Et même dans ces processus, le photon réémis n'est pas le même.
    Pour explorer ce sujet, ainsi que la réflexion et la transmission, Snell-Descartes, etc., il faut utiliser le modèle ondulatoire et non le modèle avec des photons. Car dans la réflexion, la phase est conservée, ce qui n'est pas le cas dans la fluorescence ou la phosphorescence.
    Pour ces sujets, je recommande le Cours de Physique de Feynman.
    Au revoir.
    Dernière modification par LPFR ; 20/01/2012 à 15h45.

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  10. #7
    invite87654323
    Invité

    Re : Interaction lumière-matière que deviennent les photons ?

    Bonsoir

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour.
    En dehors de fluorescence et de la phosphorescence, la matière n'absorbe pas de photons pour les réémettre. Une fois absorbé il n'est plus jamais réémis. Et même dans ces processus, le photon réémis n'est pas le même.
    Pour explorer ce sujet, ainsi que la réflexion et la transmission, Snell-Descartes, etc., il faut utiliser le modèle ondulatoire et non le modèle avec des photons.
    Je ne suis pas sûr de comprendre.
    Le processus par lequel un photon est réfléchi n'est-il pas comparable avec l'émission induite dans les lasers ?
    Est-il complètement impossible de décrire le phénomène de réflexion en utilisant la mécanique quantique justement là pour décrire les différents phénomènes dans l'infiniment petit ?

    Si je me préoccupe d'un photon unique, que fait celui-ci entre l'incidence et la réflexion ?

    J'imaginais la réflexion comme la réaction d'un atome excité par un photon libérant un autre photon en se désexcitant.

    Question plus subtile dans ce cas :

    La réflexion est-elle "instantanée", ou y a t-il un "temps mort" (négligeable mais réel) entre la réception et l'émission, dont il faudrait éventuellement tenir compte dans des expériences d'optique de précisions avec de multiples réflexions sur de très courtes distances ?
    (exemple : diodes laser)

  11. #8
    LPFR

    Re : Interaction lumière-matière que deviennent les photons ?

    Citation Envoyé par hubert36 Voir le message
    Bonsoir



    Je ne suis pas sûr de comprendre.
    Le processus par lequel un photon est réfléchi n'est-il pas comparable avec l'émission induite dans les lasers ?
    Est-il complètement impossible de décrire le phénomène de réflexion en utilisant la mécanique quantique justement là pour décrire les différents phénomènes dans l'infiniment petit ?

    Si je me préoccupe d'un photon unique, que fait celui-ci entre l'incidence et la réflexion ?

    J'imaginais la réflexion comme la réaction d'un atome excité par un photon libérant un autre photon en se désexcitant.

    Question plus subtile dans ce cas :

    La réflexion est-elle "instantanée", ou y a t-il un "temps mort" (négligeable mais réel) entre la réception et l'émission, dont il faudrait éventuellement tenir compte dans des expériences d'optique de précisions avec de multiples réflexions sur de très courtes distances ?
    (exemple : diodes laser)
    Bonjour.
    Non. La réflexion, la réfraction et bien d'autres choses ne se prêtent pas à une explication en utilisant le modèle des photons.
    Par contre ils s'expliquent très bien avec le modèle ondulatoire (ondes électromagnétiques).

    Si vous voulez utiliser des photons, alors il faut utiliser le modèle de l'électrodynamique quantique, dans lequel les photons sont virtuels, ont une phase (comme les ondes), prennent tous les chemins possibles et s'additionnent en tenant compte des phases. À la fin vous avec une probabilité de trouver le photon qui est proportionnelle au module de l'addition des photons.

    Si vous voulez avoir une idée de ce modèle, je vous conseille de lire le livre de divulgation grand publique de Feynman (un des pères de l'électrodynamique quantique): "Lumière et matière". S'il ne vous plait pas, vous ne vous serez pas ruiné.

    Donc, non, la réflexion d'un photon n'a rien à voir avec les processus dans un laser.
    Si vous envoyez un photon unique il repartira dans n'importe quelle direction.

    Non, la mécanique quantique est inadaptée pour expliquer correctement le phénomène.

    L'onde réfractée ou réfléchie est en phase avec l'onde incidente. S'il y avait un changement de photon, la phase ne serait pas conservée.

    Votre question sur la "réflexion instantanée" n'a pas de sens car la réflexion ne s'explique pas avec des photons. Mais dans le modèle de l'électrodynamique quantique, tous les photons virtuels se réfléchissent instantanément et conservent leur phase. Mais ce n'est pas une réflexion ils repartent dans toutes les directions.

    La réflexion et surtout la réfraction sont très bien expliquées dans le cours de Feynman.
    Au revoir.

  12. #9
    coussin

    Re : Interaction lumière-matière que deviennent les photons ?

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Si vous voulez utiliser des photons, alors il faut utiliser le modèle de l'électrodynamique quantique, dans lequel les photons sont virtuels, ont une phase (comme les ondes), prennent tous les chemins possibles et s'additionnent en tenant compte des phases. À la fin vous avec une probabilité de trouver le photon qui est proportionnelle au module de l'addition des photons.
    Je l'ai déjà dit mais je suis en désaccord avec ça.
    Il y a, depuis quelques années maintenant, un certain domaine de recherche qui s'appelle Optique Quantique dans lequel les photons sont tout ce qu'il y a de réel.
    Le meilleur exemple en est les expériences de Haroche où quelques photons réels survivent dans une cavité après quelques milliards d'allers-retours.

  13. #10
    doul11

    Re : Interaction lumière-matière que deviennent les photons ?

    Bonjour,

    Citation Envoyé par coussin Voir le message
    Le meilleur exemple en est les expériences de Haroche où quelques photons réels survivent dans une cavité après quelques milliards d'allers-retours.
    Dans ces expériences on sait combien il y a de photons réels dans la cavité après décohérence, mais on ne sait pas ou sont les photons réels avec une meilleure précision que "dans la cavité", si on arrivait a placer des détecteurs dans la cavité on obtiendrait bien par le calcul une probabilité de présence due a l’interférence des phases des photons virtuels, non ? Or dans les cas de réflexion / réfraction il est bien question de savoir ou passe les photons réels (probabilité de présence maximale).
    Dernière modification par doul11 ; 26/05/2012 à 13h03.
    La logique est une méthode systématique d’arriver en confiance à la mauvaise conclusion.

  14. #11
    invite6754323456711
    Invité

    Re : Interaction lumière-matière que deviennent les photons ?

    Citation Envoyé par coussin Voir le message
    Le meilleur exemple en est les expériences de Haroche où quelques photons réels survivent dans une cavité après quelques milliards d'allers-retours.
    Qu'est ce qui est effectivement mesuré sans présupposés afin de réduire à sa plus simple expression les affirmations métaphysiques ?

    Patrick

  15. #12
    coussin

    Re : Interaction lumière-matière que deviennent les photons ?

    Citation Envoyé par doul11 Voir le message
    Bonjour,
    Dans ces expériences on sait combien il y a de photons réels dans la cavité après décohérence, mais on ne sait pas ou sont les photons réels avec une meilleure précision que "dans la cavité"
    Je suis d'accord mais ça tient juste au fait qu'un photon ne peut pas être localisé finement par nature.

    Je voulais juste répondre à LPFR qui ne mentionne sur ces forums que la description ondulatoire ou les photons virtuels de la QED. Bah y a une troisième description qui est pas mal en vogue ces temps-ci qui est celle de l'optique quantique

  16. Publicité
  17. #13
    LPFR

    Re : Interaction lumière-matière que deviennent les photons ?

    Citation Envoyé par coussin Voir le message
    ...
    Je voulais juste répondre à LPFR qui ne mentionne sur ces forums que la description ondulatoire ou les photons virtuels de la QED. Bah y a une troisième description qui est pas mal en vogue ces temps-ci qui est celle de l'optique quantique
    Re.
    Non. Je parle presque toujours des trois modèles: le modèle ondulatoire (réfraction), le modèle avec des photons "grand public" (effet photoélectrique) et le modèle QED qui explique tout mais qui est tellement mérdique qu'il est inutilisable dans la vie de tous les jours d'un physicien.
    J'ai bien mentionné ici le modèle avec des photons "grand public" (2ème ligne du post #8).
    En disant qu'il n'était pas adapté pour expliquer la réflexion de la lumière.

    À moins que vous ayez une interprétation de "optique quantique" que j'ignore (comme wikipedia).
    A+

  18. #14
    coussin

    Re : Interaction lumière-matière que deviennent les photons ?

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Re.
    J'ai bien mentionné ici le modèle avec des photons "grand public" (2ème ligne du post #8).
    En disant qu'il n'était pas adapté pour expliquer la réflexion de la lumière.
    Pas du tout. Il est même plus simple que Snell-Descartes : on part des modes des photons dans le vide (en supposant que c'est une réflexion vide-matériau). Par symétrie de translation (si c'est une surface plane), la composante transverse du vecteur d'onde doit être conservée. C'est cette condition qui donne « l'angle de réflexion ».

  19. #15
    invite87654323
    Invité

    Re : Interaction lumière-matière que deviennent les photons ?

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message

    1/ Mais dans le modèle de l'électrodynamique quantique, tous les photons virtuels se réfléchissent instantanément et conservent leur phase. Mais ce n'est pas une réflexion ils repartent dans toutes les directions.

    2/ Si vous voulez utiliser des photons, alors il faut utiliser le modèle de l'électrodynamique quantique, dans lequel les photons sont virtuels, ont une phase (comme les ondes), prennent tous les chemins possibles et s'additionnent en tenant compte des phases. À la fin vous avec une probabilité de trouver le photon qui est proportionnelle au module de l'addition des photons.

    3/ L'onde réfractée ou réfléchie est en phase avec l'onde incidente. S'il y avait un changement de photon, la phase ne serait pas conservée.
    Je retiendrai votre résumé dans cet ordre là
    Tout y est, cela répond parfaitement à mes interrogations

    Entre temps, j'ai lu une discussion de 2010 :

    http://forums.futura-sciences.com/ph...on-photon.html

    mais j'avoue que cela ne répondait pas à mes questions.

    Merci pour votre réponse beaucoup plus concise

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