Questionnement sur l'infrarouge

[invite719911be]

Ah, la distance entre photons, je pensais que la fréquence d'une onde lumineuse était le temps qu'il y avait entre chaque émission de photon, non ?
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[Deedee81]

Salut,

Ah, la distance entre photons, je pensais que la fréquence d'une onde lumineuse était le temps qu'il y avait entre chaque émission de photon, non ?

Hé bien non. tu peux avoir un seul photon émis avec une fréquence de un terahertz et une impulsion de disons une milliseconde (quoi que ça fait un sacré étallement de la "fonction d'onde" du photon, pas sûr que ce soit facile à obtenir).
Inversement, tu peux avoir une onde lumineux de 1 kilohertz avec un million de photons par seconde (ça par contre c'est facile à produire).

C'est totalement indépendant.

Un état habituel de photon en électrodynamique quantique est même un photon avec une fréquence donnée, quelconque, et de durée infinie (onde monocrhomatique. Non, les photons ne sont pas des petites billes bien localisées).
Bien que ce soit une idéalisation (la plupart du temps on a une superposition quantique de type "paquet d'ondes").

[gwgidaz]

Bonjour,

"onde lumineuse de 1 kilohertz " que veux -tu dire par là?

[Deedee81]

"onde lumineuse de 1 kilohertz " que veux -tu dire par là?

Ben, une fréquence de 1000 Hertz.

(oui, bon, d'accord, c'est le domaine des ondes radios, le mot "lumineuse" m'a échappé ).

[gwgidaz]

Bonjour,

"...1 kilohertz avec un million de photons par seconde (ça par contre c'est facile à produire)"
Même ça, ce ne doit pas être facile à produire, vu l'énergie inimaginablement faible d'un photon à la fréquence de 1000 Hz....
Et puis, ça va être dur de trouver un corps suffisamment noir à cette fréquence, pour rayonner une onde EM ...D'ailleurs, à quoi doit ressembler un corps noir à cette fréquence?

[Deedee81]

"...1 kilohertz avec un million de photons par seconde (ça par contre c'est facile à produire)"
Même ça, ce ne doit pas être facile à produire, vu l'énergie inimaginablement faible d'un photon à la fréquence de 1000 Hz....

J'ai pas fait le calcul. Mais tu peux dire un milliard ou dix milliards si tu veux. C'était pas vraiment le point soulevé.

L'idée était juste de dire "la fréquence de l'onde n'est pas le nombre de photons émis par seconde". Ta remarque est utile d'ailleurs car il est plus correct de dire que c'est simplement lié à l'énergie des photons (et non pas à leur nombre).

Et puis, ça va être dur de trouver un corps suffisamment noir à cette fréquence, pour rayonner une onde EM ...D'ailleurs, à quoi doit ressembler un corps noir à cette fréquence?

Un condensat ?
(là non plus je n'ai pas fait le calcul, mais intuitivement je dirais que ça doit quand même être un peu plus "chaud")

[invitede656be3]

Bonjour,
Je crois que tu dois suivre le conseil de « Boumako » et aller sur l’article de Wiki.
Retiens au moins l’essentiel :
- loi de corps noir (ou de Planck) qui donne « l’émission » en fonction de la température T (en ° K) et la longueur d’onde. (attention aux unités )
- la loi de déplacement de Wien qui relie la longueur d’onde et la température pour obtenir le maximum de la loi de planck .
- la loi de Stéfan qui montre que « l’émission » totale sur tout le spectre est en T^4

Cela est regroupé sur la pièce jointe copier depuis Wiki
- l’émission est maximum dans le visible pour T d’environ 5500°K
- à 300 °K ( 27°C) le maximum est vers 10 µ.donc dans l’infrarouge moyen. L’émission dans le visible est très faible.

C’est la raison pour laquelle les cameras de vision nocturnes fonctionnent dans cette bande de longueur d’onde.
En fait c’est plus compliqué car il faut tenir compte de l’absorption de l’atmosphère qui transmet l’infrarouge de 3 à 5 µ et de 8 à 12 µ. Donc 2 bandes de la longueur d’onde utiles.
En plus l’émission des corps réels ne suit pas tout à fait la loi du corps noir mais s’en rapprochent suffisamment (corps gris).
Les cameras infrarouges sont très sensibles à la différence de température d’un objet ou d’un paysage ( de 0.1 à 0.15 °C pour une scène autour de 25°C).

L’émission du corps noir n’est pas le seule source d’émission infrarouge. Les atomes émettent dans l’UV et le visible, les molécules émettent beaucoup dans l’infrarouge( transition entre des niveaux énergétiques de rotation ou de vibration de molécules) .D’ou de nombreuses applications en analyse chimique.