Lumiere et eau ?

[inviteba69521d]

Bien à vous tous !
petite question technique; qu'elle est la vitesse de la lumière en sortant de l'eau? Puis qu'elle est ralentie en y entrant,
reprend t'elle sa vitesse d'origine?

Merci de vos réponses
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[invite8241b23e]

Salut !

Oui, elle reprend sa vitesse dans d'air, qui est pratiquement celle dans le vide.

[inviteba69521d]

Merci S.B., pour la réponse,... As-tu des liens de textes présentant l'expérience de ces mesures ?

[inviteba69521d]

*** Ma curiosité vient du fait que la lumière ne pouvant Accélérer en sortant, cela suppose qu'elle ne ralentie pas vraiment
dans les milieux autre que la vide! Donc il n'y aurait pas vraiment de variation pour C quelque soit l'environnement? ****

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef29758b5]

Puis qu'elle est ralentie en y entrant,
reprend t'elle sa vitesse d'origine?

Si ce n' était pas le cas , en la faisant passer par plusieurs verres d' eau successif , on finirait par l' arrêter .

*** Ma curiosité vient du fait que la lumière ne pouvant Accélérer en sortant,

La lumière n' ayant pas de masse elle peut accélérer instantanément .

[inviteba69521d]

J'ai pu trouver quelque chose dans une traité d'optique :

Réfraction dans une lame à faces parallèles

Lorsqu'elle traverse une lame à face parallèles, la lumière subit deux réfractions consécutives. Le dessin ci-contre montre un faisceau de lumière de longueur d'onde L1 dans l'air, arrivant à environ 300 000 km/s sous un angle i, sur une matière d'indice (n).

Lors de la première réfraction, la lumière ralenti (ici à 200 000 km/s pour un indice n=1.500), le faisceau est dévié et ressort dans le verre sous l'angle r.

Le dessin montre le déplacement du front d'onde du faisceau lumineux et on remarque que la longueur d'onde Ln dans le verre est plus courte que dans l'air (Ln < L1 ) ce qui est normal car la lumière garde la même fréquence mais comme elle ralentie, c'est la longueur d'onde qui diminue.

A la sortie de la lame à faces parallèles, la lumière repart dans l'air à 300 000 km/s sous le même angle i, et reprend sa longueur d'onde initiale L1.




Cela me pose un problème , comment est ralentie la lumière et comment cela n'influence pas la vitesse de sortie!

Si quelqu'un peut m'apporter une "lumière" sur ce petit détail ....

[inviteba69521d]

Merci , ca confirme, mais quel mécanisme crée le phénomène, à qu'elle niveau cela ce passe-t-il , physique ou quantique ?

[inviteba69521d]

Si ce n' était pas le cas , en la faisant passer par plusieurs verres d' eau successif , on finirait par l' arrêter .

La lumière n' ayant pas de masse elle peut accélérer instantanément .

OK, mais pour accélérer il faut de l’énergie.... Elle provient d'ou ?

[triall]

Bonsoir, alors d'après ce que j'ai compris, la mécanique quantique dit que le photon fait des transitions virtuelles quand il rencontre un atome, puis il continue sa route , sans changer de fréquence ...
Ainsi , entre 2 atomes il file à c, et il perd un certain temps quand il fait ses transitions ..d'où sa vitesse de propagation plus faible .

Une partie est absorbée dans l'eau ..
Ceci expliquerait , comme le montre l'expérience de Fizeau avec ses tuyaux d'eau , dans lesquels, il fait remonter le courant , et inversement descendre le courant à un faisceau de lumière ;...que la lumière est partiellement entraînée dans un courant d'eau .
Fizeau a montré que la lumière est partiellement entrainée par le courant , Fresnel avait quantifié le phénomène avec une équation qui ressemble étrangement à l'addition relativiste des vitesses ..

Ainsi donc, le photon n'accélèrerait pas quand il revient dans le vide, mais il ne serait plus ralenti par ses "transitions virtuelles" ....

[invitef29758b5]

OK, mais pour accélérer il faut de l’énergie

Energie ... fonction de la masse ... quelle masse ?

[triall]

Sinon, le photon change d'énergie en changeant de fréquence , uniquement , je crois . E=h.v ; E énergie du photon; h constante de Planck , v fréquence ..

[invite6dffde4c]

Bonjour.
La lumière n’accélère ni ne ralentit an passant par un diélectrique.
C’est l’interaction de la lumière avec les électrons (libres ou non) du diélectrique, qui crée des nouvelles ondes dont l’addition donne une nouvelle onde qui semble se propager plus lentement.
Voici un résumé de l’explication (trouvée dans le Feynman) :

Le champ électrique de l'onde incidente "agite" les électrons de la substance (même si c'est un diélectrique). Ces électrons oscillants émettent une onde électromagnétique de même fréquence et polarisation et synchrone avec l'onde incidente. Ils l'émettent dans toutes les directions. Mais, pour un corps étendu, seules les émissions vers l'avant et vers l'arrière donnent une interférence constructive. Nous voyons une onde qui part vers l'arrière (somme de toutes les ondes émisses par tous les électrons (de couches externes) du solide) que nous appelons "onde réfléchie". Alors qu'elle n'est pas vraiment réfléchie mais "toute neuve".
Les ondes émises vers l'avant, s'additionnent avec l'onde incidente et donnent une onde que nous appelons "onde transmise" qui a un décalage de phase que nous interprétons comme une diminution de la vitesse dans le milieu.
Donc, au lieu de nous emm…quiquiner à faire tout le traitement lourd que ce modèle physique impose pour chaque cas, on utilise le modèle mathématique d'onde réfléchie, onde transmise et indice de réfraction. Dans ce modèle on peut même inclure les pertes comme une partie imaginaire dans l'indice de réfraction.

Au revoir.

[trebor]

Bonjour à tous,

Sur ce lien, il y a l'épisode N°3 sur 5 de visible en vidéo expliqué par Jammy sur les méthodes employées pour mesurer la vitesse de la lumière.
https://www.youtube.com/watch?v=LVTvqakEdqc
Bonne journée à tous

[inviteba69521d]

Merci à tous, vos réponse commence à lever le voile sur le principe, et il semble que se soit principalement
quantique, et une question de transfert d'énergie...

[invitef29758b5]

C’est l’interaction de la lumière avec les électrons (libres ou non) du diélectrique, qui crée des nouvelles ondes

Si la lumière circule dans un milieu dont l' indice varie de façon continue , il y a autant de nouvelles ondes que de valeur de l' indice , donc une infinité ?

Du point de vue du photon , c' est le même photon qui circule dans l' eau et dans l' air , ou bien il se fait remplacer par un nouveau photon , comme l' onde est remplacée par une nouvelle onde ?

[invite6dffde4c]

Re.

Merci à tous, vos réponse commence à lever le voile sur le principe, et il semble que se soit principalement
quantique, et une question de transfert d'énergie...

Non. Ce n’est pas du tout quantique et s’il y a bien transfert d’énergie [onde->électron->nouvelle onde], cela n’explique pas le ralentissement apparent.

Si la lumière circule dans un milieu dont l' indice varie de façon continue , il y a autant de nouvelles ondes que de valeur de l' indice , donc une infinité ?
Dan la réalmit il y a autant d’ondes que d’atomes éclairés. Ce n’est pas une infinitude, mais presque !

Du point de vue du photon , c' est le même photon qui circule dans l' eau et dans l' air , ou bien il se fait remplacer par un nouveau photon , comme l' onde est remplacée par une nouvelle onde ?

Dans tous les cas il y a autant de nouvelles ondes que d'atomes. Ce n'est pas une infinitude, mais presque !

Le modèle photon classique n’explique pas l’indice de réfraction ni la réfraction ni la réflexion. Il faut utiliser le modèle ondulatoire, ou bien passer au niveau supérieur et utiliser l’infinitude de photons virtuels de l’électrodynamique quantique.

Mais la connerie que l’on raconte trop souvent, que le photon est absorbé (dans les niveaux virtuels ou non) puis réémis, ne fonctionne pas du tout. Pourquoi serait-il réémis dans la même direction et « en phase » (si je peux me permettre, pour un photon) ?

Au revoir.

[triall]

Bonjour,@ lpfr , peut -on dire pour "simplifier ou résumer", même du point de vue de l'électrodynamique quantique que la lumière "perd un peu de temps" ou une phase (temps calculable) avec cette" interaction" même virtuelle façon Feynman, avec les électrons du milieu ?

Sinon, comment expliquer l'expérience de Fizeau qui montre que la lumière est en partie entraînée dans un courant d'eau ?

[invite6dffde4c]

Re.
Non. La lumière ne perd pas de temps. L’onde initiale continue à la vitesse ‘c’ dans la matière. Et ce sont les ondes supplémentaires (qui se déplacent elles aussi à ‘c’) qui, additionnées, donnent une onde somme retardée.

Et le résultat peut être inverse. Dans les plasmas et dans les métaux, suivant la fréquence, la phase résultante peut être telle que la vitesse résultante est plus grande que ‘c’. Mais, je le précise tout de suite, c’est la vitesse de phase et non la vitesse de groupe. Einstein peut se reposer en paix.

La morale de l’histoire est qu’il faut utiliser pour chaque phénomène le bon modèle. Tenter d’expliquer la réfraction, la diffraction ou les antennes avec un modèle de photon est aussi absurde qu’expliquer l’effet photoélectrique avec un modèle ondulatoire.

Pour la manip de Fizeau, je ne connais pas l’explication (je ne me suis jamais penché dessus), mais j’imagine que l’émission des ondes par des électrons qui se déplacent, se fait un peu plus loin.

[inviteba69521d]

Si la lumière circule dans un milieu dont l' indice varie de façon continue , il y a autant de nouvelles ondes que de valeur de l' indice , donc une infinité ?

Un photon ne peut pas avoir deux (ou plusieurs) interaction simultanées, ? Même s'il y a variation de l'indice à T(0) il n'y ne peut y avoir qu'une onde de créer ? .....

[triall]

Re.


Pour la manip de Fizeau, je ne connais pas l’explication (je ne me suis jamais penché dessus), mais j’imagine que l’émission des ondes par des électrons qui se déplacent, se fait un peu plus loin.

Bonsoir, lpfr, oui, c'est que je crois aussi, mais si cette émission d'onde se fait un peu plus loin, ...c'est qu'elle prend un certain temps, non ?

[invited9b9018b]

Bonsoir,

Non. Ce n’est pas du tout quantique

L'oscillation forcée des électrons soumis au champ électrique incident est un phénomène quantique (dans le sens où il faut faire appel à la mécanique quantique pour la décrire de façon satisfaisante), je pense qu'il est important de le mentionner vu l'orientation de la discussion.

A+

[invite6dffde4c]

Bonsoir,



L'oscillation forcée des électrons soumis au champ électrique incident est un phénomène quantique (dans le sens où il faut faire appel à la mécanique quantique pour la décrire de façon satisfaisante), je pense qu'il est important de le mentionner vu l'orientation de la discussion.

A+

Bonjour Lucas.Gauteron.
Comme vous pouvez le constater dans le Feynman :
http://www.feynmanlectures.caltech.e...2.html#Ch32-S1
Il ne semblait pas être de votre avis.
Dans la table 32-1 de cette page, il récapitule sur quoi il va se baser pour l’étude de l’indice de réfraction.
Rien n’est de nature quantique.
Au revoir.

[invite6dffde4c]

Bonsoir, lpfr, oui, c'est que je crois aussi, mais si cette émission d'onde se fait un peu plus loin, ...c'est qu'elle prend un certain temps, non ?

Re.
L’émission d'ondes sécondaires oui. Pas la lumière.
A+

[invited9b9018b]

Bonjour Lucas.Gauteron.
Comme vous pouvez le constater dans le Feynman :
http://www.feynmanlectures.caltech.e...2.html#Ch32-S1
Il ne semblait pas être de votre avis.
Dans la table 32-1 de cette page, il récapitule sur quoi il va se baser pour l’étude de l’indice de réfraction.
Rien n’est de nature quantique.
Au revoir.

Avez vous bien lu ce passage?

We begin by recalling the machinery of the index of refraction for a gas. We suppose that there are N particles per unit volume and that each particle behaves as a harmonic oscillator. We use a model of an atom or molecule in which the electron is bound with a force proportional to its displacement (as though the electron were held in place by a spring). We emphasized that this was not a legitimate classical model of an atom, but we will show later that the correct quantum mechanical theory gives results equivalent to this model (in simple cases).

A+

[inviteba69521d]

Je suis désolé d'avoir posé une question qui semble vous diviser!
Mais je vous remercie des infos qui m'éclaire plus sur la complexité de la physique et sur
mon manque de connaissance va falloir que je buche...

Mais la continuité dans la direction des photons + C qui ne doit pas varier !!! Je ne trouve pas dans les textes que j'ai pu
trouver jusque là , d'indication sur le processus en cause de l’apparent ralentissement de la vitesse.