Direction d'une onde et d'un photon

[Zefram Cochrane]

Bonjour,

Absolument d'accord avec cela...
Le photon, c'est le quantum d'échange électromagnétique, ce qui signifie qu'il ne doit être considéré que lorsque qu'il y a interaction , échange d'énergie. C'est ce qui se passe chaque fois qu'on l'"observe" , d'une façon ou d'une autre.
Pour la propagation, il faut considérer une onde électromagnétique, la diffraction, les interférences, etc....

Bonjour,
je ne suis pas certain de bien comprendre le sens que vous voulez donner à cette partie.
Un photon est une particule élémentaire véhiculant une impulsion. Or cette impulsion est subjective en amplitude (effet Doppler) et en direction (aberration de la lumière). Un photon n'a pas de direction propre ni d'énergie propre.

Avant la relativité on ne considérait la lumière qu'en temps qu'onde et on considérait que la lumière se propageait par l'intermédiaire d'un médium l'éther luminifère.
Est-il possible en définitive, que les photons soient ce médium?
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[Deedee81]

Holà, attention Zefram, tu mélanges deux choses là : non invariant sous les changements de référentiel (les deux cas que tu cites) et le caractère subjectif.
L'énergie aussi n'est pas invariante. Mais ça n'a rien de subjectif.

Et si un photon peut avoir (dans un référentiel donné) une direction bien précise (c'est même souvent une base de ce type qui est choisie pour l'espace de Fock en électrodynamique quantique).

[Zefram Cochrane]

Bonsoir,
Il faut entendre par subjectif qui dépend du référentiel.

[giwot]

Bonjour,
sur le dessin, il y a un émetteur de photons, il y a plusieurs écrans minis chacun d'une fente de Young, il y a plusieurs écrans.
la question est : que se passe-t-il sur les écrans annexes ?
Merci
PHOTON.png

[gwgidaz]

Bonjour,
sur le dessin, il y a un émetteur de photons, il y a plusieurs écrans minis chacun d'une fente de Young, il y a plusieurs écrans.
la question est : que se passe-t-il sur les écrans annexes ?
Merci
Pièce jointe 361950

Bonjour,
on observe des franges d'interférences sur chaque écran. ( raie centrale décalée pour tenir compte des différences de marche des deux ondes ,puisque la distance à la source des 2 fentes est différente. Il faut bien sur que la source ne soit pas directive...

En fait, je ne vois vraiment pas ce qui vous pose problème....

[Deedee81]

Salut,

EDIT croisement avec gwgidaz

C'est plus clair merci (je viens de valider les pièces).

Hé bien je dirais que sur chaque écran on aura :
- les interférences de Young provenant des deux fentes en face de lui (avec une ch'tite correction car la distance entre la source et les deux fentes varie, ce n'est pas toujours face à face, mais ça provoquerait juste un léger décalage des franges, ce n'est pas capital).
- les plus interférences de Young venant des paires de fentes voisines. Mais comme c'est sur le coté et comme l'intensité des franges varie avec la distance (dans cette gamme là c'est presque linéaire, ça varie grosso modo en 1/R, R étant la distance entre le point considéré et le point de l'écran face aux deux fentes), l'intensité sera beaucoup plus faible.

Le résultat est une légère altération des franges.

Je pense que raisonner en termes de photons peut induire en erreur. Alors qu'en fait c'est tout simple. Et il y a un moyen simple de visualiser : avec des vagues dans l'eau.
Imagine que ta source soit une bouée qui fait des mouvements verticaux et génère des vagues.
Ton mur percé de fente est une digue. Derrière chaque fente, les vagues passent et forment des vagues circulaires.
L'intensité de ces vagues circulaires diminue proportionnellement avec la distance. (faut pas l'oublier ça)
Et lorsque deux telles vagues se rencontrent elles interfèrent (les bosses s'ajoutent, bosses et creux s'annulent)
Il est alors facile de dessiner les vagues sur le dessin, de tenir compte de leur baisse d'intensité (hauteur de vague) et de deviner le résultat.

Même pas besoin de mécanique quantique
(et pour celui qui est bricoleur, une grosse bassine, quelles planches et hop, on peut construire ça dans la cuisine... heu, non.... dans le garage, pour pas énerver le conjoint )

[Deedee81]

Salut,

Il faut entendre par subjectif qui dépend du référentiel.

Je trouve le terme fort trompeur.
Par exemple, une des définitions est : " Qui varie selon la personnalité, les principes et les goûts de chacun"
Or ici c'est parfaitement objectif, une mesure de l'énergie (par exemple) donne un résultat qui ne dépend pas de la personnalité.

[gwgidaz]

Bonjour,

Le problème, c'est que beaucoup de gens préfèrent "raisonner" avec des photons qu'avec les ondes.
Il leur est plus facile d'imaginer des petites billes qui sont projetées sur des écrans, plutôt que d'étudier sérieusement les histoires d'interférences, de phases, etc...

Mais hélas, par malheur pour eux, pour ce type de problème, le comportement des photons et de la méca Q est encore plus difficile à appréhender que les ondes...

[Deedee81]

Bonjour,

Le problème, c'est que beaucoup de gens préfèrent "raisonner" avec des photons qu'avec les ondes.
Il leur est plus facile d'imaginer des petites billes qui sont projetées sur des écrans, plutôt que d'étudier sérieusement les histoires d'interférences, de phases, etc...

Mais hélas, par malheur pour eux, pour ce type de problème, le comportement des photons et de la méca Q est encore plus difficile à appréhender que les ondes...

Le plus simple et d'ailleurs très juste est de raisonner avec des ondes puis d'ajouter la quantification (par exemple le fait qu'on observe des impacts bien isolés sur l'écran, cathodique pour des électrons, CCD pour des photons, etc...)

Tant qu'on n'ajoute pas les effets étranges et mystérieux de la mécanique quantique (intrication, effets contrafactuels, etc...) c'est en réalité assez simple. Même si notre esprit à toujours la fâcheuse tendance à vouloir "coller des images classiques sur les choses pour essayer des les comprendre". Faire l'effort de l'abstraction devient vite une habitude, un bon réflexe et fini par devenir aussi bon pour visualiser et.... piger

[coussin]

Bonjour,

Le problème, c'est que beaucoup de gens préfèrent "raisonner" avec des photons qu'avec les ondes.
Il leur est plus facile d'imaginer des petites billes qui sont projetées sur des écrans, plutôt que d'étudier sérieusement les histoires d'interférences, de phases, etc...

Mais hélas, par malheur pour eux, pour ce type de problème, le comportement des photons et de la méca Q est encore plus difficile à appréhender que les ondes...

Votre expérience avec plusieurs écrans peut très bien s'interpréter avec des photons. Je ne vois pas le problème...

[Deedee81]

Votre expérience avec plusieurs écrans peut très bien s'interpréter avec des photons. Je ne vois pas le problème...

Le problème c'est Que lorsque la plupart des profanes pensent "photons" ils pensent "corpuscules", ce qui est totalement faux mais peut-être difficile à éviter. Et impossible de raisonner sur Young sans l'aspect ondulatoire.

[coussin]

Le problème c'est Que lorsque la plupart des profanes pensent "photons" ils pensent "corpuscules", ce qui est totalement faux mais peut-être difficile à éviter. Et impossible de raisonner sur Young sans l'aspect ondulatoire.

Ce n'est pas un problème. Si la source est une source sphérique (ce qui est le cas je suppose), on peut la modéliser par des "petites billes", des photons émis mais dans une direction probabiliste, uniformément distribué dans 4pi stéradian. Ainsi, les interférences se formeront "petit à petit", impact par impact sur tous les écrans. Comme d'hab quoi

[Deedee81]

Ce n'est pas un problème. Si la source est une source sphérique (ce qui est le cas je suppose), on peut la modéliser par des "petites billes", des photons émis mais dans une direction probabiliste, uniformément distribué dans 4pi stéradian. Ainsi, les interférences se formeront "petit à petit", impact par impact sur tous les écrans. Comme d'hab quoi

Mais comment peux-tu parler d'interférences..... avec des billes ? Faut forcément un aspect ondulatoire pour avoir des interférences. Et crois moi, c'est bien que là que ça bloque (la compréhension, d'un point de vue pédagogique uniquement, ça ne bloque pas la théorie )

[Deedee81]

D'ailleurs si je veux donner une description exacte des objets quantiques je dis "ce ne sont ni des ondes ni des corpuscules" (je ne suis pas l'inventeur de cette formule ).
Mais ici je dis "ce sont des ondes, mais pas classiques" (et éventuellement je donne la liste des aspects non classiques), uniquement parce que pour qu'un qui ne connait pas du tout la mécanique quantique, c'est "plus facile à voir".

Y a des limites à la vulgarisation (je compte plus le nombre de fois où à force de creuser on n'arrive pas à mieux expliquer) mais il y a quand même quelques astuces pour expliquer

[coussin]

Il y a billes et billes Si par bille on entend quelque chose d'insécable, localisé parfaitement (un Dirac quoi) est-ce qu'on peut vraiment penser qu'un tel truc est une modélisation réaliste d'un photon.
Si on relaxe le concept de "bille" en quelque chose d'un peu plus "flou" avec une certaine extension spatiale non nulle bah voilà c'est bon

[coussin]

Note que je suis simplement en train de développer une onde sphérique en paquets d'onde. Mais chut, faut pas le dire

[Deedee81]

Note que je suis simplement en train de développer une onde sphérique en paquets d'onde. Mais chut, faut pas le dire

C'est jamais qu'une très grosse bille

[Zefram Cochrane]

Bonjour,

Le problème, c'est que beaucoup de gens préfèrent "raisonner" avec des photons qu'avec les ondes.
Il leur est plus facile d'imaginer des petites billes qui sont projetées sur des écrans, plutôt que d'étudier sérieusement les histoires d'interférences, de phases, etc...

Mais hélas, par malheur pour eux, pour ce type de problème, le comportement des photons et de la méca Q est encore plus difficile à appréhender que les ondes...

Moi je raisonne en termes de billes scintillantes sans masse (je ne sais pas si c'est une bonne image).
J'ai trouvé quelsques liens potentiellement intéressant pour Deedee ou pour vous.
http://www.cnrs.fr/publications/imag...nTreussart.pdf
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008985/document

Cordialement,

[Deedee81]

(je ne sais pas si c'est une bonne image).

Ca dépend ce que tu en fais

Merci pour les liens.

[gwgidaz]

Votre expérience avec plusieurs écrans peut très bien s'interpréter avec des photons. Je ne vois pas le problème...

Bonjour,

Je pense simplement à deux fentes de Young, la bille "corpuscule" ne peut passer par les deux fentes à la fois....

[coussin]

Bonjour,

Je pense simplement à deux fentes de Young, la bille "corpuscule" ne peut passer par les deux fentes à la fois....

Bah si. Ne pensez pas à une bille dure, insécable. Pensez à un truc plus flou, genre une orbitale électronique.

[gwgidaz]

Bah si. Ne pensez pas à une bille dure, insécable. Pensez à un truc plus flou, genre une orbitale électronique.

Bien sur, dans ce cas, OK ...C'est comme ça qu'il faudrait voir, mais ce n'est pas le cas de tout le monde, d'oû des tas de questions sur ce forum....

[coussin]

De toute façon, y a qu'une longueur caractéristique d'un photon : sa longueur d'onde. Évidemment, cette longueur doit intervenir dans la modélisation d'un photon par une bille.
Ainsi, modéliser un photon par une "bille" dont la taille caractéristique (donc une notion un peu floue) est sa longueur d'onde, bah ça marchera pas mal dans beaucoup de cas...

[giwot]

Bonjour,
Encore une petite question.
Lorsque l’on étudie l’aspect particule du photon, si l’on place des détecteurs sur deux voies possibles de ce photon, son comportement particule montre qu’il ne passe que par une seule des deux voies de manière aléatoire.
Quelle est la distance maximum entre ces deux voies pour qu’il ne passe pas systématiquement par une des deux voies sans jamais passer par l’autre ?
Merci