Bonjour,
Quelqu'un peut'il m'expliquer par la méthode quantique la réflexion spéculaire des (de certains?) métaux. L'interaction entre les photons et la matière par le biais des niveaux d'énergie ne fait pas apparaître d'angles à ma connaissance.
Je connais une démonstration qui se base sur la continuité d'une onde electromagnétique à une interface. Mais est-elle "première" ? N'y a-t'il pas une explication plus fondamentale ?
Bien à vous,
Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.
Salut,
Non, car il manque un terme de phase qui a une tres grande importance dans les interferences qui ont lieu lors de la "re-emission" lumineuse de la surface d'un miroir.L'interaction entre les photons et la matière par le biais des niveaux d'énergie ne fait pas apparaître d'angles à ma connaissance.
Si on considere une aire A de miroir illumine par une onde EM monochromatique plane, chaque point de cette aire sera le siege de transitions energetique donnant lieu a l'absorption puis a la re-emission de l'onde EM incidente. En d'autre terme on peut tres bien voir cette aire A comme composee d'un grand nombre de sources ponctuelles de rayonnement EM de meme longueur d'onde que celle incidence, et dont les phases respectives dependent de l'angle d'incidence du faiseau initial.
Ce dernier point est crucial au comportement "reflectif" du miroir, car c'est precisement la difference de phase entre les "emetteurs" (cf: transitions energetiques) qui va definir la direction vers laquelle la lumiere reemise va interferer de maniere constructive. En d'autre terme, la direction vers laquelle la lumiere sera observee comme etant reflechie. Je dit observe, car l'aire A de miroir re-emmet bien dans toutes les directions, mais l'energie EM sera dirigee dans le "cone" ou les interferences seront les plus constructives.
Pour s'en convaince il suffit de reduire l'aire A vers une taille de l'ordre de la longueur d'onde du faisceau incident grace, disons, a un masque. Le fait de reduire A aura pour consequence la reduction du nombre de sources ponctuelles re-emettrices, ce qui donnera un moins grand nombre d'onde reflechies qui interfereront entre elles. La consequence sera une zone d'interference constructive moins bien definie (qui peut etre tres bien interprete via Heisenberg d'ailleur), en d'autre terme le faisceau reflechi sera de moins en moins speculaire et s'etalera sous le coups du phenomene connu sous le nom de diffraction.
Pour revenir a une aire A plus grande que lambda, l'angle de reflection et les proprietes du plan d'onde de la lumiere reflechie va donc dependre de la difference de phase du plan d'onde de la lumiere incidente a la surface du miroir, soit-il metallique ou dielectrique. La question de la coherence n'est pas trop un probleme, meme en lumiere blanche, car les interferences "formatrices" des proprietes geometriques du faisceau reflechis se font sur les premiere longueur d'ondes de distance a la surface du miroir... distances bien plus courte que la longueur de coherence d'une lumiere blanche incidente.
Maintenant, pour ce qui est de la vue corpusculaire du phenomene, il est quand meme imperatif a ma connaissance (ce qui veut dire que je peut me tromper) d'introduire un caractere ondulatoire aux comportement des photons afin d'utiliser un terme de phase dans les interferences ayant lieu lors de leur reemission. On peut ensuite considerer que ces photons auront une probabilite de propagation (de presence) la plus grande dans les zones d'interferences constructives.
A++
Max
pas tres clair... je voulais dire la difference de phase de chaque point du plan d'onde incident dans le plan du miroir.Pour revenir a une aire A plus grande que lambda, l'angle de reflection et les proprietes du plan d'onde de la lumiere reflechie va donc dependre de la difference de phase du plan d'onde de la lumiere incidente a la surface du miroir, soit-il metallique ou dielectrique.
Max
C'est très intéressant (et étonnant) tout cela.
Puisque la réflexion spéculaire fait intervenir la notion de cohérence de la lumière, si faible soit-elle, ne serait-il pas possible d'imaginer une source tellement incohérente qu'elle n'aurait plus de réflexion spéculaire sur les mirroirs "classiques" ? Car il n'y aurait plus d'interférences entre les ondes ré-émises par la surface de la matière ?
Ou bien, autre question, à partir de quelle distance (quel nombre d'émetteurs) le cône réfléchi est-il assez "pointu", directif pour qu'on puisse conclure à une réflexion spéculaire? Cette distance devrait être comparable à la longueur de cohérence de la source blanche.
Bàt,
Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.
