Amplitude de l'onde / nombre de photons

[Nicophil]

Bonjour,
Je cherche à convertir l'amplitude d'une onde EM (par exemple 1m (fréquence 300MHz)) réceptionnée par une antenne en nombre de photons.
Quelle est donc la formule?
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[LPFR]

Bonjour.
Toujours la même question: "Quelle est la formule ?".
Quelle est la formule pour draguer une fille, ou pour réussir dans la vie, ou pour être intelligent.
C'est idiot. Il n'y a pas une formule pour chaque problème.
Il faut réfléchir et déduire ce qu'il faut faire dans chaque cas particulier.

Dans votre cas, on n'utilise pas le modèle de photons avec une antenne. Ça n'a pas de sens.
La seule chose que vous pouvez faire est de trouver à combien de photons/seconde correspond la puissance qui arrive sur l'antenne ou la puissance maximale que l'antenne peut extraire du champ électromagnétique.
Au revoir.

[Nicophil]

Merci, on avance!
Donc il faut passer par l'intermédiaire du vecteur de Poynting?

J'ai bien lu ici et là que le photon n'est pas pertinent pour une longueur d'onde aussi grande, mais je n'ai pas vraiment compris pourquoi...
A partir de quelle fréquence/longueur d'onde le concept de photon devient-il pertinent, et pourquoi?

[Deedee81]

Salut,

Pour ton problème, le mieux est de calculer (classiquement et là oui le vecteur de Poynting peut intervenir) l'énergie reçue et d'appliquer la loi "énergie d'un photon = constante de Planck * fréquence".

J'ai bien lu ici et là que le photon n'est pas pertinent pour une longueur d'onde aussi grande, mais je n'ai pas vraiment compris pourquoi...
A partir de quelle fréquence/longueur d'onde le concept de photon devient-il pertinent, et pourquoi?

C'est une question de sensibilité et d'énergie. Ca dépend des circonstances. Selon la loi donnée plus haut, pour une grande longueur d'onde, l'énergie de chaque photon sera très très petite. Par conséquent, il peut-être difficile voire impossible de détecter la "granularité" dans la quantité d'énergie transportée par une onde électromagnétique. De plus, un tel photon sera incapable de provoquer des transitions du style arracher un électron à un métal (effet photoélectrique) ou être absorbé par un atome, etc... Son énergie est trop faible.

A contrario, pour de courtes longueurs d'onde, les photons auront une énergie énorme. Non seule l'onde électromagnétique ne pourra pas avoir n'importe quelle énergie mais en plus un tel photon pourra arracher un électron très facilement. Déjà, avec la lumière visible, les photons sont capables de provoquer aisément certaines transitions électroniques dans les molécules (photochimies). De bons exemples étant les colorants, la chlorophylle, la rhodopsine (molécule photosensible de l'oeil).

Dans le domaine radio il est rare de faire appel au concept de photon. Dans le domaine gamma c'est presque inévitable. Entre les deux.... ça dépend des phénomènes considérés.

[A voir en vidéo sur Futura]