Petite question à propos de l'énergie d'une onde

[invite0984584f]

Bonjour, je fais un TPE sur les ondes électromagnétiques, en première S, j'ai pas mal de souci pour y voir clair, entre vocabulaire et notion différentes, bref j'ai peu d'idée pour mes expériences à créer une OEM ainsi qu'à trouver des sites clairs, si vous en connaissiez ou si vous auriez des idées d'expérience je suis preneur ! Quant à ma question, en cours nous étudiions la formule du quantum d'énergie hv permettant si je me trompe pas de calculer l'énergie d'une onde (visible) d'une radiation donnée (rouge par exemple)
Je me suis donc demander si toutes les ondes électromagnétiques transportaient de l'énergie, et si donc il existait des formules autres que celle pour la lumière pour la calculer etc, ou bien est-ce que déja je me trompe sur le fait qu'une OEM transporte de l'énergie ! Merci si vous pouviez m'éclairer
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[damastate]

Bonsoir, tu apprendras l'année prochaine la définition d"une onde. Il en existe 2 types principalement : les ondes mécaniques ( le son par exemple ) et les ondes EM ( la lumière ). Ces 2 types d'ondes ont des différences mais elles ont un point commun à toutes les ondes : elles transportent de l'énergie mais pas de matière.

[invite0984584f]

Oui en effet j'ai quelques bases puisque c'est l'objet de mon TPE je peux pas attendre l'année prochaine puisque mon bac est en janvier ^^ , mais d'accord c'est bien ce que je me demandais, si TOUTES les ondes transportaient une quantitée d'énergie . Par contre, tant je sais que les photon contenus dans la lumière transporte E = h*x , comment formule-on l'énergie contenue dans une onde...radio par exemple ou de telle ou telle fréquence précise, ce n'est pas la même formule que pour la lumière non?

[invite6dffde4c]

Bonjour et bienvenu au forum.
Vous n'avez pas choisi les plus simples des ondes.
Vous pouvez lire ce chapitre:
http://forums.futura-sciences.com/at...n-ondes7-a.pdf
Les mathématiques risquent d'être un peu difficiles pour votre niveau, mais vous pouvez vous contenter de lire le "baratin".

Les photons ne sont pas "contenus" dans une onde. C'est une contradiction. Les ondes et les photons sont deux modèles différentes utilisés pour expliquer des phénomènes similaires. Mais soit vous utilisez des ondes et on ne mentionne pas le mot "photon", soit vous utilisez des photons et vous ne mentionnez pas ni fréquence ni ondes ni longueur d'onde.
Suivant ce que l'on veut expliquer on choisit l'un ou l'autre des modèles. On n'explique pas les antennes, la diffraction, les interférences, la transmission, la réfraction ou la réflexion avec des photons, pas plus qu'on explique l'effet photoélectrique ou les émissions atomiques avec des ondes.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0984584f]

D'accord merci c'est très clair je vais lire le chapitre !

Mais alors quant au fait de dire que qu'une onde transporte de l'énergie, est-ce l'onde ou le photon qui la transporte cette énergie ? Pour calculer l'énergie d'une onde visible, on utilisait une formule (que cette fois j'ai vu en cours), et pourtant elle était lié a la notion de photon non? Enfin bref je veux dire dans mon TPE est-ce que je dois/peux dire qu'une onde transporte de l'énergie, ou bien ce sont les photons qui la transporte. Je suppose que les photons sont plus complexes a expliquer que les ondes...

[invite6dffde4c]

Re.
Les photons et les ondes sont deux modèles utilisés pour expliquer l'interaction de la lumière avec la matière. Dans les deux modèles il y a transport d'énergie (et la même, bien sur).

Je vous recopie une explication que j'avais donnée dans une autre discussion:
Un photon c'est une des formes sous lesquelles on a à faire à la lumière ou à d'autres rayonnements électromagnétiques.
On le définit parfois comme "un quantum (petit bout) d'énergie électromagnétique".
En effet, la lumière (et les autres rayonnements électromagnétiques) peut se comporter de deux façons totalement différentes suivant les phénomènes.
Une des façons est le comportement ondulatoire: des ondes électromagnétiques, de la même nature que les ondes radio mais de fréquences beaucoup plus élevées. On utilise ce modèle pour expliquer des phénomènes d'interférence comme l'irisation des bulles de savon ou des couches de gaz-oil, la réflexion colorée sur des CD, le fonctionnement des lentilles, ou celui des antennes radio ou TV.
Mais d'autres phénomènes ne peuvent pas s'expliquer avec ce modèle ondulatoire. Notamment, l'effet photoélectrique: la lumière peut "arracher" des électrons à la matière, ou ioniser des atomes ou molécules dans un gaz. Pour ces phénomènes il faut utiliser le modèle corpusculaire: le photon. La lumière se comporte comme une particule. Avec ce modèle on ne peut pas expliquer les interférences ni d'autres comportements ondulatoires.

Ce qui est difficile à faire comprendre est que les deux modèles sont distincts: soit la lumière se comporte comme une particule, soit elle se comporte comme une onde. Mais n'acceptez pas des phrases comme "les ondes électromagnétiques sont constituées de photons" ou "un photon est porté par des ondes", "la longueur d'onde du photon", etc. Ce sont des conneries à éviter. Soit on parle de particules, soit on parle d'ondes. Mais on ne le mélange pas.

Pour être honnête, il y a des manips dans lesquelles la lumière se comporte à la fois comme une onde et comme une particule. Mais vous verrez ça bien plus tard. En réalité, la physique à un troisième modèle, qui remplace les deux précédents, et qui explique les deux comportements. Le problème est que ce modèle est tellement compliqué qu'on ne peut pas l'utiliser "dans la vie de tous les jours (d'un physicien)".

Pour compliquer (ou simplifier) les choses, toutes les particules ont aussi un comportement ondulatoire: les électrons, les atomes, et même les tables et les chaises. Mais, en réalité, on ne peut observer ce comportement ondulatoire que pour les particules très légères, (électrons, neutrons et atomes), et dans des expériences de laboratoire assez compliquées.

A+

[invite0984584f]

D'accord merci pour cette explication ! Je peux donc dire que les ondes électromagnétiques transportent de l'énergie, je n'entrerai pas dans les détails des photons, j'ai bien compris la nuance entre les deux , par contre comme je posais la question dans mon message précédent, pour calculer l'énergie d'une onde visible, on utilise la relation E = h*v , mais en ce qui concerne la façon dont on calcule l'énergie d'une onde radio par exemple, ou n'importe qu'elle longueur d'onde du spectre électromagnétique, il existe des formules trop compliquées pour moi ? Mais des formules quand même ? Je me demandais si par exemple il existait une fomrmule pour les ondes radio, une autre pour les rayon x , ou bien si par exemple il existait une seule formule valable à toute, ou meme si E=hv était valable pour toute onde ??
En tout cas merci de toute cette explication ca m'éclairci

[invite6dffde4c]

Bonjour.
E = h.nu n'est pas l'énergie d'une onde EM, mais l'énergie de chacun des photons qu'il faut utiliser si on change de modèle et que l'on passe au modèle des photons. Par exemple, si vous savez que la puissance par m² d'une onde d'une certaine fréquence est 'p' W/m², vous pouvez calculer le nombre de photons par seconde qui traversent une surface de 1 m².
Pour ce qui est des formules, regardez le document que je vous ai indiqué. Vous trouverez la puissance par m² en fonction de la valeur du champ électrique (faites le rapport avec le champ maximum de 1 mV/m qu'exigent les hystériques des antennes relai). Cette formule est valable pour toutes les ondes EM (radio, visible, rayons X, etc.).

L'autre formule qui peut vous intéresser est celle toute bête, dans laquelle toute la puissance émise par une source (antenne, lampe, LED, etc.) se retrouve dans la surface "éclairée" par cette source, et ceci, à n'importe quelle distance de la source.
Au revoir.

[inviteb14aa229]

Mais n'acceptez pas des phrases comme (...) "la longueur d'onde du photon",

Bonjour LFPR,

Pourtant quand on définit l'énergie d'un photon par la formule E = h.nu, on n'utilise pas une notion ondulatoire, la fréquence ?

[invite6dffde4c]

Bonjour LFPR,

Pourtant quand on définit l'énergie d'un photon par la formule E = h.nu, on n'utilise pas une notion ondulatoire, la fréquence ?

Bonjour.
Ce n'est pas la "fréquence du photon", mais celle de l'onde EM correspondante.
Quand vous décidez d'utiliser le modèle "photon" pour une lumière rouge, vous utilisez la fréquence de la lumière rouge pour le calcul de l'énergie d'un photon de cette lumière. Mais ce n'est pas la fréquence du photon. Il n'y en a pas.
Au revoir.

[inviteb14aa229]

Merci pour cette précision.

[invite0984584f]

Merci beaucoup pour ces explication ça m'éclaircit déja pas mal ! Si vous aviez une idée d'expérience, de montage, ou autre, permettant de créer un OEM et de la mettre en évidence je suis preneur.

Merci pour votre patience au revoir.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
C'est très simple.
Regardez ici:
http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post4252400
Au revoir.

[invite0984584f]

M'daccord mais pour l'histoire de la radio AM et de la pile, quel est le montage ? Je veux dire où est ce que je met la pille par rapport a la radio branchée ? A proximité seulement ? Et je relis avec un fil les deux pôles, si un bruit a lieu c'est que l'antenne a capter une OEM , c'est bien cela ?

[invite6dffde4c]

Re.
Le montage est simple. Vous prenez une pile et un fil de cuivre que vous maintenez appuyé sur un des pôles de la pile. Puis avec l'autre extrémité, vous "frottez" sur l'autre pole de la pile. Vous créez ainsi un tas de court-circuits fugitifs. À chaque fermeture ou ouverture du circuit, vous émettez une onde. La radio détecte "l'enveloppe" de cette onde, qui se traduit par du bruit.
Si vous étiez capable de créer le court-circuit 440 fois par seconde, vous entendriez un la.

Il faut être proche de la radio (quelques dizaines de centimètres). L'onde que vous créez n'est pas très forte.
A+

[invite0984584f]

Cool merci, en ce qui concerne la mesure de cette onde, ou disons la mise en évidence par exemple avec un oscilloscope nécessite un montage plus compliqué je suppose ? car cette expérience simple n'est que qualitative ..

[invite6dffde4c]

Re.
Vous vouliez une manip simple.
Si vous voulez vous lancer dans les mesures cela devient bien plus compliqué. Il faut commencer par faire un émetteur à une fréquence particulière. Et si vous voulez faire des mesures il faudrait travailler avec des longueurs d'onde petites comparées aux dimensions de la pièce. Ça devient très vite une usine à gaz hors de portée de votre budget et de vos connaissances.
A+

[invite0984584f]

Md'accord merci quand même pour toutes ces infos au revoir.