Bonjour,
j'ai une question, et j’espère trouver une réponse. En fait, je ne fais pas la différence entre les rayonnements électromagnétiques et les rayonnements particulaires, sont-ils de deux origines différentes, ou est-ce seulement une question de masse et de vitesse?.
Merci de m’éclairer.
Bonsoir,
Vous avez trouvé une partie de la différence, une onde de particules transporte une masse et aura une vitesse qui dépendra de son énergie et de cette masse. Une onde qui ne transporte que de l'énergie et n'est supportée par aucun milieu se déplace obligatoirement à la vitesse de la lumière dans le vide.
Une onde de particules transporte aussi autre chose que la masse, elle peut emporter des charges pour un flux d'électrons par exemple et d'autres propriétés.
Comprendre c'est être capable de faire.
donc, elles sont deux faces du même phénomène, ce qui diffère c'est la masse, et la vitesse. peut-on dire que l'onde de particule a une vitesse plus réduite qu'une "onde de pas particule" si je peux me permettre!! pouvez vous me corriger.
Merci
Salut,
Effectivement, les particules massives vont moins vite que la lumière (dans le vide). Ceci dit, avec des rayonnements très énergétiques, la vitesse des particules peut être très proche de la vitesse limite c (vitesse de la lumière dans le vide).Envoyé par sararouta
J'ai souligné "dans le vide" ci-dessus car c'est important. Dans un milieu matériel, par exemple dans l'eau, la vitesse de la lumière est plus faible (environ 2/3 de c dans l'eau) et des particules peuvent aller plus vite. Si ce sont des particules chargées électriquement, elles subissent un phénomène qui a quelques analogies avec le mur du son, sauf qu'ici c'est de la lumière. Ces particules émettent un rayonnement de freinage (analogue au "bang" supersonique) et sont fortement freinées. C'est l'effet Cerenkov. On peut l'observer aisément dans les centrales nucléaires : l'eau de la piscine où est plongé le coeur émet une lumière bleutée qui est ce rayonnement Cerenkov émit par les électrons rapides dans l'eau.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Le particules n'existent pas au sens ou elles seraient des petites billes tout est champ à savoir onde plus ou moins localisée et pourvues de masse ou pas. Les particules ne sont pas non plus ponctuelles car la notion de point mathématique qui n'a aucune dimension n'existe pas dans la nature. C'est pourquoi selon moi moi au sein d'un trou noir il n'y a pas de singularité ponctuelle mais autre chose ici ce n'est qu'un sentiment donc pas de la science. Il n'y a pas de distinction fondamentale à faire entre ondes de lumière et onde de matière car le seul paramètre est l'énergie.
en fait, pour le spectre des rayonnements électromagnétiques on sait que ce sont des ondes ou des photons (selon la manière de le voir) et le photon n'a pas de masse, bien qu'on sache aussi que ces rayonnements sont produits par des charges électriques en mouvement, comment se fait-il alors qu'un rayonnement puisse transporter une masse, ça ne serait donc pas une un rayonnement électromagnétique, n'est ce pas?
Salut,
Bien d'accord. Mais évitons de compliquer le débat
J'ai préféré éviter les complications quantiques tant que faire se peu.... et évidemment, les trous noirs qui sont de véritables gouffres à complications
En effet. Dans le cas de particules massives, il s'agit de rayonnements Beta (électrons), Beta+ (positrons), Alpha (noyaux d'hélium), de neutrons, etc... etc...
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Un autre exemple d'ondes de matière est le microscope électronique ou l'on remplace le flux de lumière par un flux d'électrons. Comme le longueur d'onde de l'électron est beaucoup plus petite que celle de la lumière visible on obtient un grossissement bien supérieur.
C'est un bon exemple. Différent des miens. Les électrons dans le microscope électronique ne proviennent en effet pas de la radioactivité bête mais d'un simple tube cathodique (électrons émis par une cathode) avec un "mini accélérateur".
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vraiment désolée pour le retard. Donc, si j'ai bien compris, dans le cas ou les particules sont dépourvues de masse, c'est à dire: les photons, il s'agit de rayonnement électromagnétique. Alors que dans le cas, ou les particules portent une masse, tel que: les électrons, neutron, protons etc..etc.. le produit sera un rayonnement beta, alpha...(rayonnement particulaire).
J'ai juste une autre question, dans ce dernier cas, (rayonnement particulaire) s'agira-il d'une onde ou pas (bien que Viiksu ait évoqué la longueur d'onde de l'electron, juste pour m’assurer) .
Merci beaucoupp
Tout est onde les photons qui n'ont pas de masse et les fermions qui ont une masse(électron, proton, neutron...). Il n'y a pas de distinction fondamentale à part la masse.
D'accord.donc que ce soit électromagnétique ou particulaire (différence de masse) tous les rayonnements possèdent une onde. Apres, en cours on a évoque dans les rayonnements particulaires, les particules relativistes, peut-on dans ce cas assimiler les fermions dont on a parlé à des particules relativistes (c'est à dire d'une vitesse proche de la célérité) ?
Merci encore. Vous m'aidez énormément.
Salut,
D'abord une remarque. D'une manière générale toutes les particules, sans exceptions, photons, électrons, atomes,... sont des particules obéissant aux lois de la physique quantique. Et dans ce domaine toutes les particules peuvent être vues comme des ondes, comme le signale Viiksu, mais pas des ondes classiques (comme les vagues ou le son). Elles présentent quelques propriétés un peu spéciales et en particulier leurs interactions sont ponctuelles. Ce qui donne un caractère "corpusculaire".
Toutefois ce caractère corpusculaire ne se manifeste que dans certaines circonstances, en générale à haute énergie.
Mais tout est relatif. Comme le dit Viiksu ce qui distingue ces particules, c'est leur masse (mais aussi, c'est important, la charge électrique, le spin (*), la structure interne éventuelle,...)
(*) moment angulaire, tu peux voir ça comme une toupie, mais on est dans le domaine quantique et ce moment angulaire est quantifié. Selon que le spin est demi-entier ou entier on a des fermions ou des bosons dont les comportements collectifs sont fondamentalement différents.
Et le caractère corpusculaire ne se manifeste donc pas toujours dans les mêmes conditions. Ainsi, les photons étant sans masse, se déplaçant toujours à la vitesse de la lumière, ont presque toujours un comportement strictement ondulatoire. Ce n'est que dans certains phénomènes comme l'effet photo-électrique, la diffusion Compton,... que leur caractère corpusculaire se manifeste.
Par contre, les électrons étant massif, leur caractère corpusculaire est plus manifeste. Un simple faisceau cathodique dans un tube de télévision et ces électrons se comportent de manière balistique (trajectoire comme un boulet de canon et impacts lumineux sur l'écran). Mais à très basse énergie, typiquement un électron bien pépère dans un atome, leur caractère ondulatoire est incontournable. Impossible de décrire correctement un atome en considérant les électrons comme des petites billes en orbite autour du noyau (le modèle planétaire de Bohr fut historiquement un grand succès mais il trouve TRES vite ses limites).
Plus la vitesse d'une particule est proche de la vitesse de la lumière (très haute énergie) et plus elle est relativiste par définition. Sa masse devient négligeable par rapport à son énergie cinétique. Et elle se comporte presque que comme un photon (charges et spin mis à part).
Il n'y a pas de limite "officielle" pour dire qu'une particule est relativiste. Ca dépend de l'usage qu'on veut en faire (a-t-on besoin de la relativité ou pas pour les calculs) et donc du domaine et des scientifiques qui les utilisent.
Les rayonnements radioactifs sont AMHA trop peu énergétiques pour vraiment parler de particules relativistes. Il faut plutôt passer du côté des rayons cosmiques ou aux accélérateurs de particules.
Pour en revenir aux fermions et bosons. Comme dit plus haut, ça dépend de leur spin. On peut ainsi classer les particules :
- bosons : photons (sans masse), gluon (sans masse), W et Z (massifs, vecteurs de l'interaction faible), méson (massif), noyau d'hélium 4 etc..., paires de Cooper (paires d'électrons)
- fermions : électrons, neutrons, protons, noyau d'hélium 3
Leurs principales caractéristiques est que les bosons "aiment" se placer dans le même état (plus précisément, si tu as un grand nombre de bosons de même nature dans le même état, un nouveau boson aura une plus grande probabilité de se placer dans un même état). Cette caractéristique conduit à plusieurs phénomènes : effet laser (on sait même faire des lasers à atomes maintenant), superfluide (avec l'hélium 4), supraconducteur (avec les paires de Cooper)
Par contre les fermions de même type ne peuvent pas se trouver dans le même état. Cela conduit par exemple au fait que les électrons se placent sur des orbites précisés, couches par couches, autour des noyau. Ce qui conduit aux propriétés chimiques.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
bonjour, d'abord merci pour votre réponse. Et puis, en fait si je comprends, les rayonnements radioactifs sont tout simplement les rayonnements particulaires qu'on a évoqués?? et puis, on ne peut pas dire qu'ils sont relativistes puisqu'ils sont de faible énergie en leur état normal, sauf que les scientifiques, peuvent s'ils en ont besoin, les rendre relativistes?
Merci Encore
Salut ,
Nous , les petits de la Radioactivité , on rencontre aussi parfois, des particules qui pédalent vite...
Mais on sait , et on a démontré une fois , que jusqu'à 0.1c , on fait moins de 1% d'erreur en gardant notre Mécanique...
Après ..., on va voir les grandes personnes !!!
donc même en radioactivité, on pourrait rencontrer des particules relativistes qui pédalent vite (comme vous le dites si bien) et sans intervention exterieure?
Oui, dans les accélérateurs , par exemple ; au LHC par exemple , il vont vous amener un proton tout ordinaire de 2200 m/s à 0.9999999991c .
Il ne faut pas avoir peur de la relativité restreinte, les équation sont étonnamment simples et belles. Ce qui est moins évident à comprendre ce sont les implications physiques qui heurtent notre concept naturel de temps et espace absolus. Il en va autrement pour la relativité générale dont le formalisme est assez ardu.
Sinon Deedee à particulièrement bien répondu. J'ajouterai que dans un rayonnement à faible énergie les photons peuvent être assimilé à une onde classique très étendue dans l'espace voire plane localement ce qui permet aux équations de Maxwell de fonctionner. Par contre pour une particule massique l'onde que l'on appelle vecteur d'état est plus "étroite" on parle de paquet d'onde.
Non, pas relativistes mais on peut s'en approcher , surtout dans réactions nucléaires ; même dans les réacteurs EDF , la fission produit des neutrons rapides ( peu ) de 10 , 15 MeV ;
et la réaction de fusion ( D,T) produit des neutrons de 14 MeV ( neutron de 10 MeV : 4.3 10^7 m/s ) ;
Une particule alpha de 5 MeV , cela peut se trouver , v = 1.6 10^7 m/s .
Bonjour.
Il suffit d’aller chez son dentiste.
Les électrons utilisés pour générer des rayons X pour les radiographies, s’il sont accélérés sous une tension de 100 kV (probablement la bonne valeur pour des radios des dents), ont une vitesse de 1,64 10^8 m/s : plus que la moitié de la vitesse de la lumière.
Au revoir.
Salut,
Ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Vitesse_relativiste
Ils fixent les limites entre vitesses non relativistes, relativistes, ultrarelativistes.
A prendre avec un grain de sel car ce n'est pas sourcé (ce n'est pas mieux dans le wikipedia anglais)
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour Deedee81.
Malheureusement ils ne chiffrent pas « … deviennent non négligeables ».
Êtes-vous prêt à négliger 1%, 10% de votre salaire ?
Au revoir.
Oui, je trouve cet article assez imprécis. Je pense que ce qui est "négligeable" dépend du domaine et donc des physiciens concernés.
J'aurais peut-être dû éviter de le donner, même avec un avertissement.
Êtes-vous prêt à négliger 1%, 10% de votre salaire ?
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Bonjour,
Plus la vitesse d'une particule est proche de la vitesse de la lumière (très haute énergie) et plus elle est relativiste par définition. Sa masse devient négligeable par rapport à son énergie cinétique. Et elle se comporte presque que comme un photon (charges et spin mis à part).
Mais à très basse énergie, typiquement un électron bien pépère dans un atome, leur caractère ondulatoire est incontournable. Impossible de décrire correctement un atome en considérant les électrons comme des petites billes en orbite autour du noyau (le modèle planétaire de Bohr fut historiquement un grand succès mais il trouve TRES vite ses limites).Pas toujours facile à suivre, la dualité onde-corpuscule...Cela conduit par exemple au fait que les électrons se placent sur des orbites précises, couches par couches, autour des noyau.
Dernière modification par Nicophil ; 26/04/2016 à 14h55.
La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.
En fait, en général j'évite de raisonner en terme de "dualité onde-corpuscule" car ce n'est jamais qu'un principe heuristique.
Je préfère raisonner en termes de fonction d'onde, d'interactions, d'équation de Schrödinger (ou de Maxwell ou autre).
Et il se fait que selon l'un ou l'autre cas c'est plutôt ondulatoire ou plutôt corpusculaire.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
