Onde mécanique et De Broglie

[flyylf]

Bonjour,

Mon problème est le suivant:

D'après De Broglie, la matière possède le double comportement "onde-corpuscule" suite à l'unification de la théorie des quanta (E=hf) et la relativité restreinte (E²=m²c4 + p²c²). Mais qu'en est il des ondes mécaniques (propagation d'énergie sans transport de matière)?

Si je prends comme exemple une onde sonore, ma question est la suivante:

L'énergie d'une onde sonore (quelconque) est-elle quantifié et possède t-elle un comportement "onde-corpuscule" (correspondant à la définition de De Broglie)?
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[phys4]

Bonsoir,
La réponse est positive, vous pouvez considérer une onde acoustique comme un ensemble de phonons obéissant aux règles usuelles de la MQ.

Un bon exemple de cette dualité est l'application aux modulateurs et déflecteurs opto-acoustiques.

L'interaction entre l'onde de lumière et l'onde sonore peut s'interpréter comme une absorption ou d'une émission d'un ou plusieurs phonons pour un photon.
Il en résulte un changement de fréquence et de vecteur d'onde des photons suivant les règles d'addition d'énergie et d'impulsion entre particules.

[mach3]

Les phonons ne sont ils pas réservés aux vibrations des solides cristallins (mode de vibration quantifiés du reseau)?

m@ch3

[phys4]

C'est le domaine de prédilection pour leur théorie, mais voyez une raison d'introduire cette restriction?

Les ondes de surface sur l'eau produisent aussi des déviations quantifiées et mesurables de la lumière.

[A voir en vidéo sur Futura]

[coussin]

C'est vrai que j'ai du mal à imaginer des phonons dans un milieu en phase gazeuse...
Mais pourquoi pas.

[LPFR]

Bonjour.
Wikipedia, aussi bien en français qu’en anglais réservent les phonons à des vibrations d’un réseau cristallin.
Même pas pour un solide amorphe.
Au revoir

[flyylf]

Ok, merci pour vos réponses.

J'ai regardé un peu pour le phonon et effectivement il s’applique dans le cas d'un réseau cristallin. C'est à dire dans le cas d'une organisation structurée des atomes dans un solide. Ainsi lors d'une vibration dans le solide, les atomes vibrent tous ensemble de manière ordonnée; un peu comme une onde stationnaire. Il faut donc une certaine énergie pour faire vibrer cette ensemble d'atomes reliés (via des liaisons chimiques). On a donc différents niveau d'énergie quantifié pour que tous les atomes vibrent ensemble. Sur Wikipédia, il qualifie le phonon de quasi-particule (non matérialisable) contrairement au photon.

Pour l'onde sonore (compression et décompression de l'air), le moindre son est composé d'un ensemble de modes propres ou à minima d'un seul. Un mode propre se décompose en une harmonique (via Fourier). Cette harmoniques est composée de multiples d'une fréquence fondamentale. Les fréquences sont donc quantifiées (fn= f1.n; avec n=1,2,3...). On a donc bien un phénomène de quantification.

Pour une onde mécanique quelconque, je dirais qu'elle a donc un aspect "onde-corpuscule". Soit une quasi-particule (à l'image d'un phonon) mais comme dans un gaz, les atomes sont disposés aléatoirement, l'effet corpusculaire est imperceptible dans un ensemble atomique (contrairement au phonon) mais visible dans le cas particulier d'une onde stationnaire.

J'ai peut être un peu simplifié mais est que l'idée reste correcte?

[scientico]

salut
ca refere a un point de vue d'analogie tel qu'electricité mécanique etc....
a mon avis il est possible d'entreprendre la question sur un principe de similitude...
reste a prouver experimentalement bonne chance