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Direction d'une onde et d'un photon

  1. #1
    Azerty13m

    Direction d'une onde et d'un photon

    Bonjour à tous je me pose une petite question à laquelle je n'ai trouvé aucune réponse.
    Une onde (notamment la lumière ou le son) se propage dans toutes les directions qui lui sont offertes elle n'est donc pas caractérisées par une direction. Or un photon possède lui une direction. J'en déduit donc qu'un photon est associé à un rayon lumineux et non à l'onde qui se propage dans toutes les directions dans le cas de la lumière . est ce exact ?

    -----


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  3. #2
    f6bes

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Bjr à toi,
    Soit une ampoule , qui rayonne sa lumiére dans TOUTES les directions.
    Le "photon" qui viens DANS ta direction et que tu visualises , n'est pas ( forcément)
    le photon qui part à l'opposé et que tu ne verras pas .
    Tu ne reçois qu'une partie de l'onde ( celle que tu visualises ) ce qui passe à coté de toi , tu n'en connais pas l'existance.
    Bonne journée
    "Ce fut la goutte d'eau de trop qui mit le feu aux poudres!"

  4. #3
    Azerty13m

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Merci à toi donc ce que j'ai dis précédemment était vrai alors ?

  5. #4
    albanxiii

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Citation Envoyé par Azerty13m Voir le message
    Une onde (notamment la lumière ou le son) se propage dans toutes les directions qui lui sont offertes elle n'est donc pas caractérisées par une direction.
    Ah bon ? Et une onde plane ? (ou son approximation)
    Avez-vous déjà entendu parler de vecteur d'onde ?

    Citation Envoyé par Azerty13m Voir le message
    Or un photon possède lui une direction.
    Non. Une direction de propagation, oui.
    Dernière modification par albanxiii ; 01/05/2016 à 10h26.
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  6. #5
    stefjm

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Citation Envoyé par Azerty13m Voir le message
    Bonjour à tous je me pose une petite question à laquelle je n'ai trouvé aucune réponse.
    Une onde (notamment la lumière ou le son) se propage dans toutes les directions qui lui sont offertes elle n'est donc pas caractérisées par une direction. Or un photon possède lui une direction. J'en déduit donc qu'un photon est associé à un rayon lumineux et non à l'onde qui se propage dans toutes les directions dans le cas de la lumière . est ce exact ?
    La déduction me parait fausse.

    Que donne l'onde sphérique associée à l'émission d'un seul photon?
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  7. #6
    Nicophil

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Bonjour,

    Citation Envoyé par albanxiii Voir le message
    Non. Une direction de propagation, oui.
    Pas d'accord, un photon ne se propage pas. Ou alors autant jeter le concept à la poubelle...
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

  8. #7
    Deedee81

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Salut,

    Citation Envoyé par Nicophil Voir le message
    Pas d'accord, un photon ne se propage pas. Ou alors autant jeter le concept à la poubelle...
    Pardon ??? Tu ne vas quand même pas dire qu'ils font du surplace ?

    Les photons sont généralement classés en fonction de leur vecteur d'onde ce qui donne automatiquement leur longueur d'onde et leur direction de propagation. Ainsi que par leur polarisation.

    Un tel photon correspond à une onde plane monochromatique (et donc "éternelle").

    Mais on est en mécanique quantique là, faut quand même pas l'oublier, et cette décomposition de l'espace de Fock (espace d'état utilisé en théorie quantique des champs, c'est aussi un espace de Hilbert) est arbitraire. D'autres sont possibles qui sont des superpositions d'états comme ceux ci-dessus.

    On a donc bien des photons correspondant à des ondes sphériques et des photons correspondant à de petits paquets d'ondes (on dit "smeared" en anglais mais je ne connais pas de traduction satisfaisante... ou qui me satisfait ), ce qui est plus réaliste que des photons de durée infinie !!!!

    A noter d'ailleurs que les photons "monochromatiques" ne sont pas normalisables, ce qui pose un problème en MQ. on les suppose implicitement "smeared", et on doit tout de même vérifier si cela n'introduit pas de différence dans les calculs théoriques. Voir le livre sur l'électrodynamique quantique de Cohen-Tanoudji qui est un des plus clairs et des plus accessibles que je connaisse, où il explique bien cela.
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  9. #8
    albanxiii

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Citation Envoyé par Nicophil Voir le message
    Pas d'accord, un photon ne se propage pas. Ou alors autant jeter le concept à la poubelle...
    Pouvez-vous expliquer s'il vous plait ?
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  10. #9
    stefjm

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    De ce que je comprends : Un photon s'émet ou se reçoit. On ne le voit jamais en vol.
    (sous réserve des mesures faibles, que je ne comprends pas bien)
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  11. #10
    coussin

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    De ce que je comprends : Un photon s'émet ou se reçoit. On ne le voit jamais en vol.
    (sous réserve des mesures faibles, que je ne comprends pas bien)
    Bah faudrait définir proprement "voir".
    Puisque "voir" a le sens, pour un photon, d'être absorbé de quelque manière par un instrument de mesure ça me semble fumeux comme truc encore...
    Encore un truc du genre "est-ce qu'un arbre qui tombe dans une forêt fait du bruit s'il n'y a personne pour l'entendre ?"

  12. #11
    stefjm

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    voir = détecter, oui.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  13. #12
    Nicophil

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Non ce n'est pas ça.
    C'est juste que se propager, c'est bon pour les ondes, c'est pas très discret comme comportement : une particule ne se propage pas.
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

  14. #13
    pm42

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Citation Envoyé par Nicophil Voir le message
    C'est juste que se propager, c'est bon pour les ondes, c'est pas très discret comme comportement : une particule ne se propage pas.
    L'une des définitions du Littré est "Cheminer de proche en proche" avec comme exemple "la lumière de certaines étoiles doit mettre des milliers d'années à se propager jusqu'à nous". Donc on peut accepter "propager" et ne pas faire dériver le fil sur des détails comme celui ci.

  15. #14
    doul11

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Ce n'est pas un détail, a l'échelle quantique il n'y a pas de notion de trajectoire, pour répondre correctement a la question il faudrait savoir a quelle échelle se pose la question ?
    La logique est une méthode systématique d’arriver en confiance à la mauvaise conclusion.

  16. #15
    Deedee81

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Salut,

    Citation Envoyé par doul11 Voir le message
    Ce n'est pas un détail, a l'échelle quantique il n'y a pas de notion de trajectoire, pour répondre correctement a la question il faudrait savoir a quelle échelle se pose la question ?
    Une particule quantique dont la fonction d'onde correspond à une onde plane a une trajectoire bien définie (ou plutôt une direction bien définie). Même si ce n'est qu'une approximation (l'approximation géométrique, ça marche très bien, et dans les chambres à brouillard on observe de belles trajectoires).

    Je pense donc qu'on peut parler de propagation sans rougir de honte.
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  17. #16
    stefjm

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Citation Envoyé par pm42 Voir le message
    L'une des définitions du Littré est "Cheminer de proche en proche" avec comme exemple "la lumière de certaines étoiles doit mettre des milliers d'années à se propager jusqu'à nous". Donc on peut accepter "propager" et ne pas faire dériver le fil sur des détails comme celui ci.
    "De proche en proche" n'est pas acceptable pour un photon qui ne peut être qu'absorbé ou pas.
    (absorbtion-réémission de la chambre à brouillard ne rentre pas dans ce cadre, de mon point de vu.)
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  18. #17
    f6bes

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Bjr à tous,
    Les réponses, comme bien souvent, ne correspondent PAS au niveau de" compréhension" du primo posteur.
    Pouquoi faire simple si on peut compliquer et fournir des réponses HORS de COMPREHENSION de l'intervenant !!
    C'est fou tout de meme.Bon aprés cette aparté ( qui 'apporte RIEN sur le fond),
    Bonne journée
    "Ce fut la goutte d'eau de trop qui mit le feu aux poudres!"

  19. #18
    stefjm

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Le soucis, c'est qu'il est compliqué d'associer un rayon lumineux à un photon.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  20. #19
    pm42

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    "De proche en proche" n'est pas acceptable pour un photon qui ne peut être qu'absorbé ou pas.
    (absorbtion-réémission de la chambre à brouillard ne rentre pas dans ce cadre, de mon point de vu.)
    Je rejoins f6bes : non seulement les réponses ne sont pas forcément du niveau de compréhension de la personne qui a posé la question mais en plus, cette "pseudo-rigueur" sur l'emploi d'un mot qui est compréhensible à défaut d'être parfaitement précis n'apporte absolument rien.

    De plus, on trouve "le photon se propage" dans des bouquins de physique genre "Introduction à la physique moderne: Relativité et physique quantique
    Par Claude Fabre,Charles Antoine,Nicolas Treps", "Astrophysique - 2e éd.: Etoiles, univers et relativité Par Jean Heyvaerts" et autres comme une simple recherche Google le montre.

    Je vous propose d'écrire aux auteurs pour les rectifier.
    Dernière modification par pm42 ; 02/05/2016 à 08h11.

  21. #20
    stefjm

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    C'est déjà fait, et depuis longtemps.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  22. #21
    Deedee81

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Salut,

    Je suis d'accord avec avec f6bes et pm42. Outre les complications non nécessaires au primo posteur, ce fil est devenu l'antre de la masturbation intellectuelle. Faut pas exagérer.
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  23. #22
    giwot

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Bonjour,
    cette discussion m'amène à poser une question: est-ce qu'il existe une expérience comme celle des fente de Young, où l'on a émis des photons un par un et disposé des fentes de Young avec des angles différents sur des plans par exemple de 30° en 30°(jusqu'à ce que le dernier plan se referme sur l'arrière de l'émission) par rapport au plan classique ?
    Merci

  24. #23
    Deedee81

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Salut,

    Citation Envoyé par giwot Voir le message
    cette discussion m'amène à poser une question: est-ce qu'il existe une expérience comme celle des fente de Young, où l'on a émis des photons un par un et disposé des fentes de Young avec des angles différents sur des plans par exemple de 30° en 30°(jusqu'à ce que le dernier plan se referme sur l'arrière de l'émission) par rapport au plan classique ?
    Les photons un à un, oui, mais ton histoire d'angle je ne comprend pas. Deux fentes, c'est deux fentes, comment pourrait-on avoir des "angles différents" ?????
    Si tu parles de l'angle d'ouverture = la séparation des fentes, oui, évidemment, on a fait largement varier (*).
    Si tu parles de l'angle/forme de la paroi dans laquelle on a percer les fentes, je ne sais pas, mais je vois mal quelle influence cela pourrait avoir (ceci dit, des interférences de ce type avec des géométries très variables, ça, ça existe, même si on ne les appelle pas Young. Un exemple : les arcs en ciel, l'objet réfractant c'est des goutes d'eau, sphériques, et ce sont les interférences qui font qu'on n'observe les anneaux colorés que dans certaines directions).
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  25. #24
    gwgidaz

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    "De proche en proche" n'est pas acceptable pour un photon qui ne peut être qu'absorbé ou pas.
    (absorbtion-réémission de la chambre à brouillard ne rentre pas dans ce cadre, de mon point de vu.)
    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....

    C'est à mon avis la façon la plus intuitive d'expliquer le photon à l'esprit d'homo sapiens .
    Sinon, il faut passer par les graphes de Feynman ou appliquer les équations de méca Q;

  26. #25
    giwot

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Bonjour,
    pour les anges: disons que l'on prend un hexagone par exemple et que sur chaque côté on place des fentes de Young. si on envoi un photon, que se passe-t-il sur les côtés (munis de 2 fentes de Young chacun) qui ne sont pas face à l'appareil qui envoi le photon. l'appareil en question se place au centre de l'hexagone, mais on peut envisager une figure qui ai plus de côté, ou plutôt un demis hexagone étant donné que les côtés en arrière de l'appareil ne devraient pas être atteint.
    si l'on considère la fonction d'onde du photon ces côté annexes devraient recevoir une onde ?
    merci.

  27. #26
    Deedee81

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Salut,

    Je ne comprend pas trop la raison de l'hexagone, mais j'ai compris pour l'angle. Donc on considère un écran incliné par rapport au plan où se situent les fentes. Dans ce cas il y aura juste un étirement des franges d'interférence. Tout comme un spot qui arrive incliné sur un écran donne une tache allongée. C'est purement géométrie. Et il faut bien entendu corriger la relation qui relie la distance entre fentes, la distance à l'écran et la largeur des franges, pour tenir compte de cet étirement.

    Si ce n'est pas du tout ce à quoi tu pensais, un petit dessin serait peut-être bienvenu pour essayer de comprendre.
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  28. #27
    gwgidaz

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Citation Envoyé par Azerty13m Voir le message
    Or un photon possède lui une direction.
    Bonjour,

    NON.
    Tant qu'il n'est pas détecté , c'est une onde. Croire qu'il peut être représenté comme une particule qui se propage en ligne droite est une grosse erreur.
    Par exemple, dans l'expérience des fentes de Young, il passe par les deux fentes à la fois.

  29. #28
    Deedee81

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Salut,

    Un état photon peut être une onde plane (donc avec une direction bien précise mais pas une position précise), onde sphérique (donc pas de direction précise, avant mesure), ou un truc plus compliqué y compris un paquet d'onde plus ou moins biens localisé (pulses lasers).

    Dans une expérience typique comme dans les grands collisionneurs, les particules produites (pas que des photons) sont typiquement des ondes planes avec une assez bonne approximation. Lorsqu'ils atteignent un détecteur de type chambre à bulle, alors impossible de dire à quel endroit la particule va apparaitre. On peut montrer que si la particule interagit avec un atome provoquant une ionisation (une bulle) alors la probabilité d'interaction avec les autres atomes dans la direction de la propagation est hautement probable. Donc malgré le fait que sa position soit totalement incertaine, on a bien des traces bien droites. Mais à ce stade on a une superposition quantique de toutes les trajectoires bien droites, dans la bonne direction, dans la chambre à bulles. Mais il y a rapidement décohérence et mesure et donc on observe UNE trajectoire.
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  30. #29
    gwgidaz

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Salut,

    Un état photon peut être une onde plane (donc avec une direction bien précise mais pas une position précise), onde sphérique (donc pas de direction précise, avant mesure), ou un truc plus compliqué y compris un paquet d'onde plus ou moins biens localisé (pulses lasers).

    Dans une expérience typique comme dans les grands collisionneurs, les particules produites (pas que des photons) sont typiquement des ondes planes avec une assez bonne approximation. Lorsqu'ils atteignent un détecteur de type chambre à bulle, alors impossible de dire à quel endroit la particule va apparaitre. On peut montrer que si la particule interagit avec un atome provoquant une ionisation (une bulle) alors la probabilité d'interaction avec les autres atomes dans la direction de la propagation est hautement probable. Donc malgré le fait que sa position soit totalement incertaine, on a bien des traces bien droites. Mais à ce stade on a une superposition quantique de toutes les trajectoires bien droites, dans la bonne direction, dans la chambre à bulles. Mais il y a rapidement décohérence et mesure et donc on observe UNE trajectoire.
    Bonjour,

    Pour les photons du visible , à mon avis, il y a décohérence dès la première interaction.
    Pour les particules de haute énergie, je pense que la longueur d'onde associée est telle que l'ellipsoïde de Fresnel de cette onde est très proche d' une droite..Je ne connais pas la précision de la mesure des écarts par rapport à une trajectoire strictement droite..En avez -vous une idée ?

  31. #30
    Deedee81

    Re : Direction d'une onde et d'un photon

    Citation Envoyé par gwgidaz Voir le message
    Pour les photons du visible , à mon avis, il y a décohérence dès la première interaction.
    Je ne le pense pas car il y a décohérence lorsque le système considéré interagit avec l'environnement. Mais les particules (photons ou autres) vont si vites qu'elles ont largement le temps d'ioniser plusieurs atomes avant même que les interactions se propagent.

    Par contre, ça fait pas mal d'atomes ionisés donc la décohérence doit suivre très très vite.

    Mais ceci dit, peu importe si la décohérence à lieu un peu après ou pas

    Citation Envoyé par gwgidaz Voir le message
    Pour les particules de haute énergie, je pense que la longueur d'onde associée est telle que l'ellipsoïde de Fresnel de cette onde est très proche d' une droite..Je ne connais pas la précision de la mesure des écarts par rapport à une trajectoire strictement droite..En avez -vous une idée ?
    Oui, très très proche. Pour des raisons relativistes aussi d'ailleurs.

    Mais je ne connais pas l'écart à la rectitude non plus.
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

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