photon

[invite30b32c25]

Bonjour à tous,

apparemment le soleil peut être considéré comme un corps noir car les photons absorbés mettent un temps fou pour ressortir, voilà je ne comprend pas cette phrase, un photon absorbé par un atome est il réémis identiquement? on considère que s'est le même photon? comment est ce qu'on peut suivre le même photon s'est bizarre, les photons sont des bosons donc ne sont pas vraiment discernables à même énergie.
Aussi je veux savoir combien en moyenne sa met un photon pour être réémis? il y a des modèles pour décrire cela abordables pour moi en prepa?

merci .
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[Nicophil]

Bonsoir,

Discussion ici : http://forums.futura-sciences.com/ph...sparent-2.html

[LPFR]

Bonjour.
Je vous recommande de lire la réponse d'Amanuensis.
http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post4245671
On n'utilise pas le modèle de photon pour expliquer la traversée de la lumière à travers un corps.
Il est évident que si les photons étaient absorbés puis réémis, ils ne garderaient pas la phase de la lumière.
Les processus d'absorption puis réémission existe, mais uniquement dans la fluorescence et la phosphorescence.
Au revoir.

[Deedee81]

Salut,

Un petit détail :

Supposons qu'un photon touche une particule dans la photosphère solaire. Un atome, qui absorbe le photon, une particule chargée avec lequel il interagit,...

Y a-t-il un sens à dire "c'est le même photon qui est émis" ou "c'est un photon différent" ?

Non, car rien ne ressemble plus à un photon qu'un autre photon. Ils sont à ce point identique que cela à des conséquences (statistiques de Bose-Einstein et avec des fermions, statistique de Fermi-Dirac, cela conduit au principe d'exclusion de Pauli).

Tout au plus dans certains processus (par exemple l'effet Compton, le photon "rebondit" sur la particule chargée) les propriétés du photons émis sont corrélées à celle du photon entrant.

Dans le cas d'un corps noir, les processus (collisions, émission, absorptions) sont tellement important et nombreux que le rayonnement émis ne porte plus aucune trace d'un éventuel rayonnement absorbé.

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

...
Y a-t-il un sens à dire "c'est le même photon qui est émis" ou "c'est un photon différent" ?
...

Bonjour Deedee81.
Si le photon sortant n'a pas la même énergie, direction et polarisation que le photon entrant, ou s'il a mis plus ou moins de temps que celui correspondant à la vitesse de la lumière, on peut affirmer que ce n'est pas le même.
Cordialement,

[Deedee81]

Salut,

Si le photon sortant n'a pas la même énergie, direction et polarisation que le photon entrant, ou s'il a mis plus ou moins de temps que celui correspondant à la vitesse de la lumière, on peut affirmer que ce n'est pas le même.

Oui, tu as raison, dans ce cas je crois qu'on peut le qualifier comme tel.

[invite30b32c25]

Merci beaucoup pour vos réponses.

[inviteee7413a4]

Bonjour à tous,

apparemment le soleil peut être considéré comme un corps noir car les photons absorbés mettent un temps fou pour ressortir

Ça c'est un peu désordonné.

Ce qui est considéré comme corps noir dans la discussion sur le soleil, c'est la surface du soleil, en tant qu'elle est chauffée par l'intérieur du soleil. Un objet chauffé émet, c'est la notion de "corps noir" qui a eu un rôle historique énorme, voir wikipedia par exemple :"Le nom corps noir a été introduit par le physicien Gustav Kirchhoff en 1862. Le modèle du corps noir permit à Max Planck de découvrir la quantification des interactions électromagnétiques, qui fut un des fondements de la physique quantique.", ça me semble bien résumé (le détail de l'histoire est intéressant, c'est vraiment la naissance du quanta).

En gros un corps noir c'est un four chaud; mais pour voir ce qu'il émet il faut un petit trou. On voit bien que le soleil ça ne colle pas tout à fait (le trou est gros, pas petit!). Cependant, toujours dixit wikipedia, même article "corps noir" :

"Le spectre « continu » (donc en négligeant les raies spectrales) des étoiles (ou en tous cas pour la grande majorité des étoiles ni trop froides ni trop chaudes) est un spectre de corps noir."

Donc la comparaison soleil / corps noir n'est pas complètement insensée (quoique le diable est dans les détails).

Autre petit désordre : "comme un corps noir car les photons absorbés mettent un temps fou pour ressortir". Ils mettent du temps pour sortir, pas pour "ressortir". Le temps indiqué c'est le temps pour que l'énergie d'une réaction de fusion interne au soleil monte jusqu'à la surface. C'est long, mais dire que c'est "les photons" qui mettent du temps semble douteux; en effet cette énergie passe par différentes formes : des photons, des particules (de la masse), de l'agitation thermique (de l'énergie cinétique); et autres (des trucs magnétiques ou électriques? là je passe la main si quelqu'un peut l'expliquer). Processus qui a l'air passablement compliqué, mais en tout cas dire "les photons mettent du temps à sortir" est hautement discutable.

Admettons qu'entre un photon gamma venant de la réaction nucléaire et les nombreux photons moins énergiques qui partent de la surface solaire, il y a une relation complexe "d'héritage" et des trajets bordéliques (ce n'est pas de la ligne droite). Si tout ça prend 10000 ans ou 170000 ans, c'est à la fois que les photons parcourent des zigzags complexes (peut-être effectivement pas mal d'années lumières : trajet chaotique de photons, "gaz de photons"), et parce que par moment l'énergie en question n'est pas sous forme électromagnétique. En tout cas tout ça ne ressemble pas à de l'optique.

Le fait qu'ils "mettent du temps à sortir" me semble bien différent de la situation d'un corps noir; quoique! à la réflexion dans le four les photons ricochent sur les parois internes du four; en cela tu as peut-être vaguement raison. Mais bon les processus dans le soleil me semblent plus compliqués qu'un simple four. Je ne sais pas.

[inviteee7413a4]

Précisons que le rayon du soleil est d'environ 2 secondes-lumière pour donner un ordre de grandeur et bien voir que le temps de 10000 ou 170000 ans est vraiment très grand par rapport à cette distance!

Est-ce que quelqu'un sait, dans ce temps de x millénaires, quelle est la part de trajet et la part d'arrêt ou de quasi-arrêt? Y a-t-il effectivement une trajectoire compliquée de milliers d'années-lumière, ou est-ce que l'essentiel du temps est "hors état photonique"?