Energie des photons et réfraction

[belette27]

Bonsoir à tous,

Voici mon problème :
Un faisceau de photons se propage dans le vide à 300 000 Km/s avec l'énergie par photon égale à E0 = h.v0

Ce faisceau pénètre ensuite dans l'eau et se fait réfracter.
La vitesse des photons passe alors à 225 000 Km/s. L'énergie de chaque photon devient alors E1 = h.v1

Or on sait qu'avec la réfraction, la fréquence des photons incidents est identique à la fréquence des photons dans l'eau.
Donc : E0 = h.v0 = E1 = h.v1
L'énergie des photons incident et égale à l'énergie des photons réfractés.
Pourtant la vitesse des photons dans l'eau a diminué.

On devrait donc trouver des énergies différentes!!!

Où est l'erreur?
Merci pour vos réponses
-----

[doul11]

Bonsoir,

On devrait donc trouver des énergies différentes!!!

J'imagine que oui si le photon avait une masse, ce qui n'est pas le cas bien sur.

[belette27]

Bonsoir,



J'imagine que oui si le photon avait une masse, ce qui n'est pas le cas bien sur.

Oui on ne parle pas de la masse des photons, puisque la formule utilise seulement la constante de Planck et la fréquence des photons.
Mais pourquoi obtient-on une énergie égale pour les photons incidents et réfractés, alors que leur vitesses respectives sont différentes?

[belette27]

Je suppose que la Formule E=hv ne fonctionne que pour une vitesse des photons égale à c
Q'en pensez-vous?

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour.
Les photons ont toujours la même vitesse: c.
Ce qui n'est pas le cas de la vitesse de la lumière dans la matière.
Le modèle de photons n'est pas du tout adapté pour expliquer la réfraction. Il faut utiliser le modèle ondulatoire classique avec les équations de Maxwell et la réponse des électrons du solide au champ électrique de l'onde.
Au revoir.

[belette27]

Bonjour.
Les photons ont toujours la même vitesse: c.
Ce qui n'est pas le cas de la vitesse de la lumière dans la matière.
Le modèle de photons n'est pas du tout adapté pour expliquer la réfraction. Il faut utiliser le modèle ondulatoire classique avec les équations de Maxwell et la réponse des électrons du solide au champ électrique de l'onde.
Au revoir.

Si l'on souhaite calculer l'énergie du faisceau, hors de l'eau et dans l'eau, il n'y a que formule E=h.v qui fonctionne non??

[LPFR]

Si l'on souhaite calculer l'énergie du faisceau, hors de l'eau et dans l'eau, il n'y a que formule E=h.v qui fonctionne non??

Re.
E=h.v est l'énergie d'un photon. Pas celle du faisceau.
Avec le modèle ondulatoire, la puissance surfacique transportée est donne en fonction des champs électrique et/ou magnétique.
A+

[belette27]

Re.
E=h.v est l'énergie d'un photon. Pas celle du faisceau.
Avec le modèle ondulatoire, la puissance surfacique transportée est donne en fonction des champs électrique et/ou magnétique.
A+

Autant pour moi, je voulais parler de l'énergie de chaque photon avant et après réfraction.

[mariposa]

Si l'on souhaite calculer l'énergie du faisceau, hors de l'eau et dans l'eau, il n'y a que formule E=h.v qui fonctionne non??

Bonjour,

Le photon a toujours la même énergie avant et apres réfraction. Ce qui change c'est sa vitesse de propagation effective ( ou si l'on veut sa vitesse de propagation moyenne). En effet le photon est "virtuellement" absorbé par les atomes lors de sa propagation ou encore son énergie est momentanément stockée dans l'energie de polarisation des atomes.

Tout cela se traduit a l'échelle macroscopique par le fait que la vitesse de propagation est c/n ou n l'indice est liée a l'échelle microscopique au phenomene de stockage du photon.

[belette27]

Bonjour,

Le photon a toujours la même énergie avant et apres réfraction. Ce qui change c'est sa vitesse de propagation effective ( ou si l'on veut sa vitesse de propagation moyenne). En effet le photon est "virtuellement" absorbé par les atomes lors de sa propagation ou encore son énergie est momentanément stockée dans l'energie de polarisation des atomes.

Tout cela se traduit a l'échelle macroscopique par le fait que la vitesse de propagation est c/n ou n l'indice est liée a l'échelle microscopique au phenomene de stockage du photon.

OK, si j'ai bien compris, on peut donc conclure que durant la phase où les photons voyagent dans l'eau, une partie de leur énergie est diluée dans le milieu réfreingant.
Si les photons sortaient ensuite de l'eau pour retrouver le vide, le milieu réfringant leur restiturait alors, l'énergie qui était diluée.

[belette27]

Si ma conclusion est correcte, on revient à la question initiale qui est:
Quel formule d'énergie utiliser lorsque le photon est dans l'eau en sachant que sa fréquence ne change pas avant et pendant la réfraction.
Je pense que E=hv ne fonctionne pas lorsque le photon est dans l'eau...

[LPFR]

...
Je pense que E=hv ne fonctionne pas lorsque le photon est dans l'eau...

Re.
Vous avez tort. La formule est valable.
A+

[belette27]

Ok, alors la formule correspond à l'énergie du photon additionnée à l'énergie diluée dans le milieu?

[doul11]

Depuis le début tu fais fausse route car tu as des idée fausses sur les photons, il n'y a pas d'énergie "dilué" dans le milieu.

[LPFR]

... l'énergie diluée dans le milieu?

Re.
Vous avez inventé ça tout seul ou vous l'avez trouvé dans "Sciences et Bêtises" ?
C'est ne absurdité.
A+

[Amanuensis]

les photons voyagent dans l'eau

Ils ne voyagent pas dans l'eau. La lumière traverse l'eau, pas les photons. Vous voyez un photon comme une voiture ou un avion, qui garderait sa "personnalité" tout au long du "voyage". Ce n'est pas le cas.

Tant que vous discuterez en prenant le photon pour ce qu'il n'est pas, vous n'obtiendrez pas de réponses qui vous satisferont, vous allez irriter tout le monde, et vous vous bloquerez la route vers une appréhension cohérente du concept de photon.

[belette27]

Re.
Vous avez inventé ça tout seul ou vous l'avez trouvé dans "Sciences et Bêtises" ?
C'est ne absurdité.
A+

Je n'ai rien nventé du tout.
Je pense que l'on se comprend mal. Reprenons depuis le début
L'énergie du photon avant de se faire réfracter est E=h.v
Ensuite le photon se fait réfracter.
On sait que la réfraction ne change pas la fréquence du photon.
Donc son énergie est conservée:E = hv est toujours vraie.
Mais on sait aussi que la vitesse du photon change et passe de 300 000 à 250 000 km/s dans l'eau.
Le changement de vitesse du photon devrait selon moi changer son énergie.
Ma question était donc: Quelle formule d'énergie doit-on utiliser pour le photon dans lorsqu'il se propage dans l'eau?

[LPFR]

Je n'ai rien nventé du tout.
Je pense que l'on se comprend mal. Reprenons depuis le début
L'énergie du photon avant de se faire réfracter est E=h.v
Ensuite le photon se fait réfracter.
On sait que la réfraction ne change pas la fréquence du photon.
Donc son énergie est conservée:E = hv est toujours vraie.
Mais on sait aussi que la vitesse du photon change et passe de 300 000 à 250 000 km/s dans l'eau.
Le changement de vitesse du photon devrait selon moi changer son énergie.
Ma question était donc: Quelle formule d'énergie doit-on utiliser pour le photon dans lorsqu'il se propage dans l'eau?

Re.
Le photon ne change pas de vitesse ni d'énergie.

Et si vous voulez expliquer la réfraction ou la réflexion avec des photons, alors il faut utiliser al QED (quantum électrodynamics) avec les photons qui vont avec et leurs règles d'utilisation (nombre infini de photons virtuels qui transmettent quelque chose dont le module au carré est la probabilité de trouver le "vrai" photon). Et c'est, je vous assure, très au delà de vos possibilités (et des miennes).
Essayer d'expliquer la réfraction ou la réflexion avec des photons "grand public" (ceux d'Einstein: des quanta de lumière) n'est tout simplement pas possible. Il faut utiliser le modèle classique des ondes ou utiliser la QED.
A+