Comment fonctionne le métronome d'un photon?

[créaventeur]

Bonjour,
Nous entendons souvent parler de photons...(des infra-rouges aux gamma) Ces derniers, se déplacent tous à la vitesse de la lumière...
Or, depuis que nous savons que cette vitesse est une vitesse limite également mesurée dans ce monde avec au moins 8 décimales connues et ce, quelque soit notre propre direction de déplacement...
Nous supputons avec de sérieuses raisons que le temps ne s'écoule pas de la même manière en fonction de la vitesse du repère auquel nous nous référons.
Ainsi, à la vitesse où se déplace un photon,la théorie affirme que le temps ne s'écoule plus...
Or, le dit photon possède une énergie fonction de ses pulsations...
Question... par quel mécanisme la fréquence des pulsations est mémorisée par le photon et caractérise ainsi son existence et son énergie, alors que le temps, pour ce dernier, ne s'écoule pas depuis le moment de sa naissance jusqu'à sa disparition?
d'où ma question bis, est- il réellement possible que tous les photons aillent à la même vitesse?
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[phys4]

Bonjour,

Les particules sans masse n'existent que dans un espace à deux dimensions spatiales, sans temps. Elles n'ont donc pas de mesure de temps; C'est aussi pour cela que le neutrino qui peut changer d'état avec un certain temps de vie a obligatoirement une masse puisqu'il a une échelle de temps propre.

Le mystère de la fréquence se résout par le fait que la pulsation est étalée dans l'espace suivant la longueur d'onde. Cette fréquence est un aspect pour l'observateur extérieur, elle ne fait pas partie de la nature propre du photon.

[créaventeur]

"Le mystère de la fréquence se résout par le fait que la pulsation est étalée dans l'espace suivant la longueur d'onde. Cette fréquence est un aspect pour l'observateur extérieur, elle ne fait pas partie de la nature propre du photon."
Vous êtes en train de me dire que la caractéristique d'une chose ne fait pas partie de la nature propre de cette chose... c'est la porte ouverte à toutes les fenêtres...

[invite60be3959]

Je pense que tu n'as pas compris ce qu'a dit Phys4. Et c'est pourtant ce que tu devrais essayer de le faire car ces notions ne sont pas évidentes à comprendre. Il faut avoir des connaissances en relativité restreinte (effet Doppler relativiste) avant d'être complètement capable de les appréhender.

[A voir en vidéo sur Futura]

[créaventeur]

Je pense que tu n'as pas compris ce qu'a dit Phys4.

peut être ses explications n'étaient elles pas pas très claires...Il est souvent difficile de répondre en trois lignes à une question de 10 lignes...

Et c'est pourtant ce que tu devrais essayer de le faire car ces notions ne sont pas évidentes à comprendre. Il faut avoir des connaissances en relativité restreinte (effet Doppler relativiste) avant d'être complètement capable de les appréhender.

j'ai du mal à raccorder ma question à l'effet Doppler relativiste... En effet, à aucun moment, je n'ai parlé d'un photon qui se réfléchissait sur un objet ayant une vitesse relativiste...

[phys4]

"Le mystère de la fréquence se résout par le fait que la pulsation est étalée dans l'espace suivant la longueur d'onde. Cette fréquence est un aspect pour l'observateur extérieur, elle ne fait pas partie de la nature propre du photon."
Vous êtes en train de me dire que la caractéristique d'une chose ne fait pas partie de la nature propre de cette chose..

Désolé, c'est une notion complexe en effet. Un photon transporte un spin unité, c'est sa seule caractéristique propre, en plus du fait qu'il n'a pas de masse. Son énergie est un aspect qui dépend de l'observateur extérieur. Deux observateurs différents voient une énergie différente.
Il faudrait comparer à l'électron, il a une charge, un spin en caractéristiques propres, mais son impulsion est une mesure de l'observateur et dépend de l'observateur considéré. Ainsi tous les électrons sont identiques pour les caractéristique propres, pour les photons également.

[invite60be3959]

j'ai du mal à raccorder ma question à l'effet Doppler relativiste... En effet, à aucun moment, je n'ai parlé d'un photon qui se réfléchissait sur un objet ayant une vitesse relativiste...

L'effet Doppler (relativiste ou pas) ne fait pas que référence à ce type de phénomène. Tout objet qui se déplace(en s'éloigant) par rapport à un autre émettant de la lumière observera un décalage vers le rouge, comme c'est le cas en cosmologie par exemple, ce qui mettait en lumière que la longueur d'onde d'un photon est relative à l'observateur.

[créaventeur]

Désolé, c'est une notion complexe en effet. Un photon transporte un spin unité,

Si vous le dites...

c'est sa seule caractéristique propre, en plus du fait qu'il n'a pas de masse. Son énergie est un aspect qui dépend de l'observateur extérieur. Deux observateurs différents voient une énergie différente.

Ainsi, il serait possible de connaître le mouvement absolu d'un observateur en mesurant les variations de fréquences sur l'ensemble des photons rayonnés sur l'angle solide de 4 PI radians et en supposant que ces photons aient été émis à leur origine de manière homogène...

[doul11]

@ créaventeur : je vois des gens qui essayent de répondre a tes questions et toi tu les prends de haut alors que tu n'a visiblement pas compris grand chose a la relativité (mouvement absolu, temps pour un photon, ...)

Pourquoi poser des questions sur un forum si tu ne prends pas en compte les réponses ?

[créaventeur]

@ créaventeur : je vois des gens qui essayent de répondre a tes questions et toi tu les prends de haut alors que tu n'a visiblement pas compris grand chose a la relativité (mouvement absolu, temps pour un photon, ...)

Pourquoi poser des questions sur un forum si tu ne prends pas en compte les réponses ?

le problème,, c'est que je mets au défis quiconque ayant un QI de 130 de comprendre quoi que ce soit dans ce fil aux réponses données, suite aux questions que j'ai posé... La somme de "non dit" contenue dans la trentaine de ligne de réponse ci dessus dépassant largement les capacités d'entendement de n'importe quel humain se posant les légitimes questions d'une quantité de mouvement sans masse, ou encore d'une périodicité sans temps propre et peut être même sans existence...
Personnellement je me pose réellement la question de la volonté d'expliquer d'une personne qui se contente de dire que "le photon transporte un spin unité" alors que la question porte sur un paradoxe entre la nature vibratoire d'un photon se déplaçant à une vitesse où le temps est figé et ou de par se fait même, on peut douter de son existence...
En tout cas, j'espère que mon intervention montre à quel point les méthodes d'enseignement de la physique ont encore des progrès à faire pour atteindre leur but qui je le rappelle est d'éclairer les consciences de l'humanité.

[Nicophil]

Pour commencer, un photon ne vibre pas...
Ensuite, imager le temps propre du photon est interdit par la théorie (c'est comme vouloir diviser par zéro en maths).

[f6bes]

Tout objet qui se déplace(en s'éloigant) par rapport à un autre émettant de la lumière observera un décalage vers le rouge.

Bjr à tous,
Je n'aime pas cette façon de DEFINIR l'effet DOPPLER (vers le ROUGE)
C'est définition qui ne peut " qu"embrumer".....le lecteur. !
Il est mieux d'indiquer "variation de fréquence vers une fréquence plus basse" .
Pas de référence au ROUGE.
A+

[phys4]

Ainsi, il serait possible de connaître le mouvement absolu d'un observateur en mesurant les variations de fréquences sur l'ensemble des photons rayonnés sur l'angle solide de 4 PI radians et en supposant que ces photons aient été émis à leur origine de manière homogène...

Excellente remarque, en effet il est possible de connaitre le mouvement d'une source par rapport à un repère (pas de mouvement absolu) par ce procédé. Je vois que vous avez bien intégré que la longueur des photons est une caractéristique de l'émetteur.

Les astronomes pratiquent cela couramment dans la caractérisation des étoiles. Les étoiles sont supposées rayonner le même spectre dans toutes les directions.

Il existe un autres fil en cours sur la question de quantité de mouvement sans masse, il n'est pas possible de répondre à tout en même temps dans un seul dialogue, mais l'ensemble des discussions de ce site constitue un cours remarquable.

[créaventeur]

Bonjour,

Pour commencer, un photon ne vibre pas...

s'il n'y a rien qui vibre, on a du mal à expliquer les franges d'interférences que l'on visualise en sommant les effets sur un écran d'une très grande quantité de photons en provenance de la même source et passant par deux fentes différentes...

Ensuite, imager le temps propre du photon est interdit par la théorie (c'est comme vouloir diviser par zéro en maths).

La théorie interdit à toute chose ayant une existence d'aller à la vitesse de la lumière, ce qui semble signifier que :
soit les photons ne vont pas à la vitesse de la lumière et restent un peu en deçà de celle ci... soit les photons n'ont aucune existence et sont simplement l'effet induit d'une propagation dans le tissus tensoriel régissant les interactions à distance au sein de la matière.

Une autre question me taraude vis à vis de l'énergie d'un photon... En effet, on enseigne que l'énergie d'un photon est proportionnelle au produit de sa fréquence par la constante de Planck... Mais quid de l'amplitude de cette fréquence...?
L'énergie d'un photon comme tout phénomène vibratoire n'est elle pas aussi proportionnelle au carré de l'amplitude de la vibration?
Merci d'avance pour vos futures réponses détaillées...

[f6bes]

La théorie interdit à toute chose ayant une existence d'aller à la vitesse de la lumière, ce qui semble signifier que :
soit les photons ne vont pas à la vitesse de la lumière et restent un peu en deçà de celle ci... .

Bjr à toi,
Tu fais donc une différence entre LUMIERE et PHOTON?
Ben c'est EXACTEMENT la meme chose..le photon..EST lumiére !
Il va donc "aussi" vite..que LUI !!
C'est la référence !
A+

[Deedee81]

Salut,

s'il n'y a rien qui vibre, on a du mal à expliquer les franges d'interférences que l'on visualise en sommant les effets sur un écran d'une très grande quantité de photons en provenance de la même source et passant par deux fentes différentes...

Non. Tu te trompes totalement. Ce n'est pas les vibrations qui expliquent ce genre de comportement mais la différence de phase de l'onde électromagnétique. Pas besoin d'une vibration. Note que ton erreur n'a rien d'extraordinaire car elle était commune au dix-neuvième siècle (au point qu'ils imaginaient qu'il existait un éther support de ces vibrations).

La théorie interdit à toute chose ayant une existence d'aller à la vitesse de la lumière, ce qui semble signifier que :
soit les photons ne vont pas à la vitesse de la lumière et restent un peu en deçà de celle ci... soit les photons n'ont aucune existence et sont simplement l'effet induit d'une propagation dans le tissus tensoriel régissant les interactions à distance au sein de la matière.

"Il y a plus de choses sur la terre et dans le ciel, Horatio, qu'il n'en est rêvé dans votre philosophie"

Cette limitation n'est due à aucune des deux causes que tu invoques.

Les notions quantitatives relatives à la mesure de l'espace et du temps sont essentiellement des constructions humaines. C'est la construction (modèle et lien avec des appareils de mesure) de repères, de systèmes de coordonnées, etc.... Il se fait qu'en relativité, ces constructions ne s'appliquent pas au photon. Les notions de repère et de temps propre n'y ont aucune valeur. On pourrait essayer de trouver une méthode donnant un sens à ces concepts mais, le sens serait différent de ceux habituellement appelés repère", "temps propre" et de plus il faut en voir l'utilité. Parfois c'est utile. Voir par exemple http://en.wikipedia.org/wiki/Light_cone_coordinates

Mais l'absence de temps propre n'est pas une maladie du photon , juste une propriété particulière.

Une autre question me taraude vis à vis de l'énergie d'un photon... En effet, on enseigne que l'énergie d'un photon est proportionnelle au produit de sa fréquence par la constante de Planck... Mais quid de l'amplitude de cette fréquence...?

L'énergie EST l'amplitude (enfin, en général à un carré près, mais on ne va pas chipoter

D'ailleurs tu le dis :

L'énergie d'un photon comme tout phénomène vibratoire n'est elle pas aussi proportionnelle au carré de l'amplitude de la vibration?

En fait, si tu veux faire la correspondance avec la vue classique des ondes électromagnétiques, l'amplitude est la valeur du champ électrique.

[créaventeur]

Non. Tu te trompes totalement. Ce n'est pas les vibrations qui expliquent ce genre de comportement mais la différence de phase de l'onde électromagnétique. Pas besoin d'une vibration. Note que ton erreur n'a rien d'extraordinaire car elle était commune au dix-neuvième siècle (au point qu'ils imaginaient qu'il existait un éther support de ces vibrations).

Bonjour,
personnellement, j'ai du mal à faire la différence entre une vibration et une onde ... j'emploie d'ailleurs pour ma part, indifféremment les deux mots l'un pour l'autre...
Ceci étant dit, quand un électron d'hydrogène saute d'une couche moins stable vers une autre plus stable, le photon émis lui, emporte l'énergie correspondante à cette augmentation de stabilité de l'atome.
Énergie qui correspond à une fréquence donnée...
Si l'observateur n'a pas de vitesse relative par rapport à cet atome d'hydrogène anciennement excité(atome présent dans le laboratoire), le photon emporte bien une information avec lui sur la provenance de la couche électronique où se trouvait l’électron avant que l'atome ne se désexcite.
Cette particule appelée photon a donc déplacé sur une distance donnée une information sur sa fréquence et ce indépendamment de l'observateur qui lui, possède exactement la même vitesse que l'atome.
Ma question est donc la suivante, par quel mécanisme une particule sans masse et sans temps propre peut elle véhiculer des informations temporelles?

[créaventeur]

à moins que le photon (sans masse,sans temps propre) ne soit que la partie émergée d'un iceberg plongé dans une dimension supplémentaire...sinon... c'est tout simplement impossible!
Une particule sans existence temporelle est incapable de coordonner localement en fréquence une quelconque caractéristique... ça me semble être une évidence que je qualifierais de mathématique...

[Deedee81]

Salut,

personnellement, j'ai du mal à faire la différence entre une vibration et une onde ... j'emploie d'ailleurs pour ma part, indifféremment les deux mots l'un pour l'autre...

Prend une onde de chaleur par exemple (par exemple, celle qui se propage dans le sol suite aux fluctuations quotidiennes en surface). Ce n'est pas une vibration.

(évidemment, il ne faut pas pousser ici l'analogie avec la lumière

Concernant la variation temporelle, c'est celle de l'observateur, qui lui n'a pas un temps propre nul. Ce n'est donc pas un problème. Une carte postale ne varie pas dans le temps (bon, oui, d'accord, elle peut vieillir et elle a un temps propre, mais je suppose que tu comprends l'analogie) et peut transmettre une information en un certain temps. Elle n'a pas besoin d'avoir un temps propre pour ça (ni même pour avoir une fréquence et une longueur d'onde).

Pour la variation dans l'espace, voir les explications de Phys4. On peut creuser mais c'est hachement compliqué (ça mêle relativité, MQ et interprétation de la MQ, on n'est pas sorti de l'auberge. En tout cas j'aurais bien du mal à vulgariser plus avant ce point. A moins que d'autres plus doués que moi pour la vulgarisation ne s'y collent).

[invite60be3959]

Bonjour,

à moins que le photon (sans masse,sans temps propre) ne soit que la partie émergée d'un iceberg plongé dans une dimension supplémentaire...sinon... c'est tout simplement impossible!
Une particule sans existence temporelle est incapable de coordonner localement en fréquence une quelconque caractéristique... ça me semble être une évidence que je qualifierais de mathématique...

En fait, avant de crier gare au paradoxe, il aurait été plus judicieux d'étudier plus en détails ce que dit l'électromagnétisme sur une onde électromagnétique qui est un aspect du photon selon la mécanique quantique. Dans un 1er temps tu peux par exemple aller voir ce lien sur la modélisation d'une OEM. On peut alors se rendre compte que "l'information temporelle" est complètement inclue dans la vibration des champs électriques et magnétiques qui se fait de façon orthogonale au sens de propagation de l'onde décrit par le vecteur d'onde k. Même si ce que je vais dire est loin d'être exact(car comme toujours il y a de nombreuses subtilités en physique), il n'y a pas de contradiction entre le fait que le temps propre d'une OEM soit nul et le fait que l'onde vibre à une fréquence bien définie(à laquelle on peut associer une période temporelle), puisqu'il n'y a pas de dilatation du temps dans un plan orthogonal au sens de propagation.

[créaventeur]

Bonjour, je suis entièrement d'accord avec toi...
le photon est alors matérialisé par la vitesse de propagation dans un milieu...
puisque les charges électriques de ton dipôle elles, elles sont fixes par rapport au déplacement du photon...

[créaventeur]

PS soit le photon a une existence et se déplace...
soit c'est une onde immatérielle dans un milieu...
comme dirait ma grand mère, il faut choisir entre le beurre et l'argent du beurre...
XXXXX HS XXXXXX

[créaventeur]

Prend une onde de chaleur par exemple (par exemple, celle qui se propage dans le sol suite aux fluctuations quotidiennes en surface). Ce n'est pas une vibration.
.

Bonjour,
En es-tu bien sûr?

[Nicophil]

soit le photon a une existence et se déplace, soit c'est une onde immatérielle dans un milieu...

Dichotomie peu pertinente. Les photons aussi sont immatériels en un sens puisque de masse nulle; et l'onde EM aussi "a une existence et se déplace" (et même dans le vide).

Les deux modèles "fonctionnent".
Depuis 1905.

[stefjm]

Prend une onde de chaleur par exemple (par exemple, celle qui se propage dans le sol suite aux fluctuations quotidiennes en surface). Ce n'est pas une vibration.

Pour moi, une onde est représentée par une fonction de la variable wt-kx.
Non?

[phys4]

Pour moi, une onde est représentée par une fonction de la variable wt-kx.
Non?

Je suis d'accord, mais la variable (wt-kx) peut aussi être appliquée à une exponentielle, la fonction n'est pas obligatoirement sinusoïdale.

[albanxiii]

Bonjour,

Je suis d'accord, mais la variable (wt-kx) peut aussi être appliquée à une exponentielle, la fonction n'est pas obligatoirement sinusoïdale.

Et elle peut même être appliquée à pratiquement n'importe quoi, en vertu de la forme des solutions de l'équation d'onde .

Bonne journée.

[stefjm]

Et elle peut même être appliquée à pratiquement n'importe quoi, en vertu de la forme des solutions de l'équation d'onde .

Oui et cette équation aux dérivées partielles n'est pas représentative de la propagation de la chaleur.
D'où ma première remarque sur l'onde de chaleur?

[créaventeur]

Dichotomie peu pertinente. Les photons aussi sont immatériels en un sens puisque de masse nulle; et l'onde EM aussi "a une existence et se déplace" (et même dans le vide).

Les deux modèles "fonctionnent".
Depuis 1905.

le fait que l'onde se déplace dans le vide ne me gène absolument pas, puisque dans le vide il y a de fortes probabilités de créer localement et temporairement un dipôle électromagnétique... Moi, ce qui me gène, c'est le photon...
un être sans masse dont le temps propre ne s'écoule jamais...
Pour moi, pas de temps propre, c'est un peu l'histoire de "pas de bras, pas de chocolats"...par définition un truc qui n'a pas de temps... n'a pas d’existence et si en plus, il n'a pas de masse...

[doul11]

Bonsoir,

n'a pas d’existence

Mais c'est bien cas ! aucune particule fondamentale n'a d’existence, ce ne sont que des modèles théoriques, partant de là ils peuvent bien avoir toutes les propriétés bizarres imaginables ça ne pose aucun problème, tout ce qu'on demande c'est que la théorie fonctionne.