Le photon

[Deedee81]

Mon prof de physique disait un truc semblable mais avec mathématiciens, physiciens et ingénieurs
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[Amanuensis]

A noter que le verre (amorphe) ou le quarks (cristallin) n'absorbent que très partiellement la lumière car :
- il n'y a pas du tout d'électrons libres
- les niveaux d'énergie des électrons atomiques ou moléculaires ou des énergies de vibration sont tels qu'un photon dans la bande visible n'est pas à même d'exciter ces niveaux. Il n'y a donc (presque) pas d'interaction (il y a quand même une légère interaction, en particulier à cause de défauts de surface, de défauts cristallins, d'impuretés, ...).

S'il n'y avait pas d'interaction, comment pourrait-on expliquer la réflexion ? Et la réflexion sur du verre n'est pas vraiment un phénomène marginal.

[Deedee81]

S'il n'y avait pas d'interaction, comment pourrait-on expliquer la réflexion ? Et la réflexion sur du verre n'est pas vraiment un phénomène marginal.

Baaaaaaah, comment j'ai pu lâcher une c.... pareille ???? Il n'y a pas que l'absorption dans la vie.

Merci,

Donc, je rectifie : il n'y a pas absorption (ou peu) pour les raisons cités, mais il y a bien diffusion (par les charges électriques) comme expliqué dans le message où je répondais pour la calcite.

[Amanuensis]

La question des "défauts de surface" est très intéressante. On en revient au polissage du verre, et la remarque de Newton.

La surface d'un verre de miroir est bourrée de défauts à l'échelle nanométrique, et polir les défauts de surface mieux que disons lambda/10 localement n'améliore pas la réflexion.

Le phénomène du polissage est somme toute assez extraordinaire quand on s'y arrête: si on regarde l'état de surface au microscope, on ne voit aucune transition particulière, seule change l'échelle des défauts de surface au cours du polissage ; il n'en a pas plus pas moins, ils deviennent juste "plus petits". Mais l'effet optique subit une transition très bien marquée entre le "dépoli" et le "poli" (et donc entre translucide et transparent), transition qui ne peut pas s'expliquer par l'état de surface du matériau seul, mais s'explique parfaitement par le rapport entre l'échelle des "défauts de surface" et la longueur d'onde.

[invitec9c0a685]

Laisse tomber ces notions de "photon à un endroit précis", de "photon tordu", etc.... Tous ces concepts sont totalement faux.

Malgré tout... j'ai du mal à communiquer ce vertige que j'ai à abandonner cette notion de précision, quand je pense à ce photon émis par l'étoile Skypix à 13,1 milliard d'années lumière de nous qui vient se faire capturer dans la lunette de Hubble de 2, 4 m de diamètre d'ouverture seulement...je n'ai pas calculé la surface en m2 d'une sphére de rayon 13,1 milliard d'années lumière mais quand même... question précision dans la trajectoire, le rapport surface de la lunette/ surface de la sphère, doit être MeuMeu...
Et tout ça, pour perdre sa trace au bout de quelques centièmes de microns de matière...je trouve le paradoxe assez piquant.

[invite6754323456711]

je trouve le paradoxe assez piquant.

Paradoxe lié au sens commun découlant de ses propres représentations/interprétations.

Lorsque les physiciens parlent, aujourd’hui, d’une « particule élémentaire » (par exemple, un proton), ils entendent bien qu’elle est décrite par les « nombres quantiques » qui sont « valeurs propres » des opérateurs représentant les grandeurs physiques adéquates, et ils ont abandonné l’image classique d’un corpuscule directement visible, qui ne fait plus partie de leur horizon de référence.

Mais cela semble vous échapper complètement. Un discours scientifique s'inscrit dans un cadre théorique, il est exprimé par un modèle découlant de ce cadre théorique. Sortie de ce cadre c'est la porte ouverte à toute interprétation qui conduisent à des paradoxes au sens allant contre le sens commun.

Patrick

[Deedee81]

Salut,

j'ai du mal à communiquer ce vertige

Détrompe-toi, c'est commun C'est même ce genre de vertige qui est grisant et passionnant en science (du moins, en ce qui me concerne, je ne veux pas parler pour les autres).

Il m'est arrivé plus d'une fois d'avoir des étoiles dans les yeux en découvrant certaines choses. Notamment ces comportements quantiques étranges.

La plus grosse étoile (si je peux dire) c'est quand j'ai lu la formulation de l'invariance locale des champs de jauge en théorie quantique des champs. Champ présentant une symétrie U(1) globale de phase (=> charge, par exemple le champ de Dirac) + invariance locale (logique en relativité) => existence d'un champ supplémentaire (avec les transformations appropriées) qui n'est autre que .... le champ électromagnétique ! J'ai eut l'impression de voir de la magie à l'oeuvre

[invitec9c0a685]

La question des "défauts de surface" est très intéressante. On en revient au polissage du verre, et la remarque de Newton.

La surface d'un verre de miroir est bourrée de défauts à l'échelle nanométrique, et polir les défauts de surface mieux que disons lambda/10 localement n'améliore pas la réflexion.

Le phénomène du polissage est somme toute assez extraordinaire quand on s'y arrête: si on regarde l'état de surface au microscope, on ne voit aucune transition particulière, seule change l'échelle des défauts de surface au cours du polissage ; il n'en a pas plus pas moins, ils deviennent juste "plus petits". Mais l'effet optique subit une transition très bien marquée entre le "dépoli" et le "poli" (et donc entre translucide et transparent), transition qui ne peut pas s'expliquer par l'état de surface du matériau seul, mais s'explique parfaitement par le rapport entre l'échelle des "défauts de surface" et la longueur d'onde.

C'est très intéressant ce que tu viens de dire Amanuensis.
Tu nous expliques que la cohérence d'une image en réflexion est moins sensible que la cohérence d'une image qui nous parviendrait par réfraction de l'intérieur de la surface...
Il y aurait donc une dissymétrie du comportement vis à vis du sens du phénomène... ne serait elle pas proportionnelle dans le rapport des indices de part et d'autre de la surface?

[invitec9c0a685]

La plus grosse étoile (si je peux dire) c'est quand j'ai lu la formulation de l'invariance locale des champs de jauge en théorie quantique des champs. Champ présentant une symétrie U(1) globale de phase (=> charge, par exemple le champ de Dirac) + invariance locale (logique en relativité) => existence d'un champ supplémentaire (avec les transformations appropriées) qui n'est autre que .... le champ électromagnétique ! J'ai eut l'impression de voir de la magie à l'oeuvre

Figures toi que je l'ai compris aussi cette magie, sauf que je l'ai oubliée...Seul le souvenir d'avoir compris un jour demeure...(C'est d'ailleurs assez frustrant)
Ceci étant dit cette manière "mathématique" de voir l'univers ne compte pas si l'on est pas capable de retranscrire de manière tangible certaines informations comme la taille d'un photon ou d'un électron(ou encore le rayon de la sphère d'influence à partir duquel l’interaction photon/électron est négligeable)...Les mathématiciens peuvent sans doutes dégager des propriétés statistiques globales de ces équations, mais cet au détriment de la connaissance physique...

[Zefram Cochrane]

Tu ne pourrais pas être un peu plus précis ? Car là je ne vois pas de quoi tu parles. Ce ne serait pas le vecteur normal à la surface par hasard ? (mais là sa signification est, il me semble, assez évidente).

Lé démonstration de la Loi des sinus est est la suivante : soit un triangle de coté A (d'angle a) B (d'angle b) et C (d'angle c) un triangle tel que


j'utilise x pour le produit vectoriel parce que je ne connait pas la formule en Latex




d'où
d'où ma question par rapport à la réfraction.

Si on considère la vitesse de la lumière dans le milieu 1 et la vitesse de la lumière en milieu 2.

effectivement il semblerait que corresponde à une vitesse normal commune au milieu 1 et 2 mais comment la définir?

Cordialement,
Zefram

[invitec9c0a685]

Lé démonstration de la Loi des sinus est est la suivante : soit un triangle de coté A (d'angle a) B (d'angle b) et C (d'angle c) un triangle tel que


j'utilise x pour le produit vectoriel parce que je ne connait pas la formule en Latex




d'où
d'où ma question par rapport à la réfraction.

Si on considère la vitesse de la lumière dans le milieu 1 et la vitesse de la lumière en milieu 2.

effectivement il semblerait que corresponde à une vitesse normal commune au milieu 1 et 2 mais comment la définir?

Cordialement,
Zefram

Bonjour,
j'ai du mal à comprendre où tu places tes angles par rapport aux vecteurs...
il me semble que je n'obtiens pas le même résultat que toi... Dans ton triangle, l'angle "a" est celui qui est en vis à vis du vecteur c'est ça?

[Deedee81]

j'ai du mal à comprendre où tu places tes angles par rapport aux vecteurs...

Idem, surtout dans son application à la loi de Snell-Descartes. Mais il me semble que la troisième direction est simplement la normale à la surface incidente. A confirmer.

[Zefram Cochrane]

Si on prend a vis à vis de , b vis à vis de , c vis à vis de

La loi des sinus donne sinon correpond bien à un vecteur normal et c'est une vitesse qui reste constante dans les deux milieux. Je sais que le changement d'angle dans la réfraction est liée à la conservation de l'énergie.

Cordialement,
Zefram

[invitec9c0a685]

Si on prend a vis à vis de , b vis à vis de , c vis à vis de

La loi des sinus donne sinon correspond bien à un vecteur normal et c'est une vitesse qui reste constante dans les deux milieux. Je sais que le changement d'angle dans la réfraction est liée à la conservation de l'énergie.

Cordialement,
Zefram

Effectivement, c'est la relation que j'ai trouvé... et si et

alors, on retrouve bien la loi de Snell Descartes... et les vitesses respectives dans le milieux 1 et le milieux 2 sont reliées géométriquement par le fameux vecteur ...