Bonjour à tous
J'ai du mal à comprendre ce que représente un photon dans une onde éléctromagnétique. En effet pour une onde électromagnétique sphérique, un photon correspond t il à un segment de l'onde ou alors à l'ensemble de la sphère ?
Merci d'avance
Bonne soirée
Bonsoir,
Je pense que la correspondance que vous essayez de faire n'a pas de sens puisque l'on parle de dualité onde-particule, c'est à dire que l'on ne peut pas traiter le photon à la fois comme onde et particule, les points de vue sont en quelque sorte ''dissociatifs''. Si vous voulez voir une équivalence entre les deux points de vue vous pouvez calculer la pression de radiation avec le vecteur de Poynting (point de vue ondulatoire) et avec les photons considérés comme des particules de matière.
Merci de votre réponse néanmoins je ne comprend pas le terme de vecteur de pointing étant donné que je suis en terminale.
Pourriez vous me dire si la propagation d'uneonde électromagnétique est définie par une une droite ou bien si elle s'effectue dans toutes les directions du milieu (comme une sphère par exemple). Car je ne sais pas vraiment comment interpréter une onde : une onde dois elle être vu comme un rayon ou bien comme une infinité de rayons formant une sphère ?
Il existe toutes sortes de formes d'onde suivant l'émetteur considéré.
L'onde peut être sphérique autour d'une petite zone émettrice, ou plane si elle émise par un plan ou mise en forme par une parabole.
La notion de photon est plus lié aux phénomènes d'émission et de réception. La règle vaut pour toutes les particules, elles sont crées et captées comme des particules et se propagent comme des ondes. Ce que représente le photon est dépendant de l'appareil de mesure.
Comprendre c'est être capable de faire.
Si une petite ampoule à incandescence peut laisser penser quelques instants à une propagation sphérique de la lumière, en examinant la lumière émise par un petit pointeur laser, on voit tout de suite que l'on c'est égaré.
Dans ce cas le photon sera aussi sphérique.Envoyé par Azerty13m
L'intensité d"une onde électromagnétique (si c'est très brillant ou au contraire trés ténu) n'est pas une quantité continue qui peut prendre toutes les valeurs. C'est une quantité discrète et un photon est un quantum de cette intensité.
Toutes les sources de lumière "de la vie de tous les jours" contiennent des milliards et des milliards de photons et leur intensité nous apparaît continue.
Tu peux développer ?
Salut,
Un photon n'est pas un corpuscule mais un quantum de champ électromagnétique. Et il peut très bien être dans un état "onde électromagnétique sphérique d'énergie h.nu".
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Ok, j'ai compris. Merci.
Bjr à toi,
Tout comme toi je ne sais pa ce qu'est le vecteur de....Poynting !
Mais ça ne me dérange pas en ce qui concerne une onde EOM et le photon !
Je considére que c'est DEUX façon de désigner la meme CHOSE.
Pour déterminer le sens de PROPAGATION il faut connaitre les propriétés de la source
émettrice.
Une sour ce émettrice émet dans toutes les directions de façon ISOTROPIQUE.
Que peut on IMPOSER comme direction à cette onde ou ces photons ?
Leur imposer d'etre CONCENTRER dans une direction privilégiée.
C'est à dire qu'à l'aide de dispositif CONCENTRATEUR on force l'onde à n'aller
que dans une direction dont le faisceau est plus ou moins large.
Exemple : la lampe du phare d'une voituire envoie des photons aussi bien vers l'avant de la lampe , que vers
l'arriére , ou sur les cotés.
La lampe est le systéme émetteur. Pour envoyer au maximum vers l'avant on RENVOIE ( réflecteur= concentrateur),
ce qui part vers l'arriére et sur les cotéés..vers l'avant. Là l'onde ( les photons ) sont DIRIGES.
Bonne journée
Bonjour,
Une onde électromagnétique en espace libre est constituée de deux champs qui se déplacent: En un point M donné, on trouve un vecteur de champ électrique et un vecteur de champ magnétique. Ces deux vecteurs sont perpendiculaires entre eux , et perpendiculaires à la direction de propagation.
Le produit vectoriel de ces deux vecteurs est donc un vecteur ( de Poynting) dont la direction donne la direction de propagation de l'onde.
Si l'onde traverse une surface fermée S ( une boucle, par exemple) , le flux de ce vecteur dans cette surface donne la puissance radio qui traverse cette surface.
L'énergie rayonnée à partir d'une source ( si cette source rayonne de façon identique dans toutes les directions ) se répartit sur une sphère qui grandit. Un peu comme l'onde créée par un caillou lancé dans l'eau se répartit sur un cercle qui grandit,...mais ici c'est dans l'espace.
Si on se place loin de la source, la surface de la sphère se rapproche peu à peu d'un plan.
Les "rayons" sont une façon imagée mais inexacte de représenter une onde. C'est commode pour la lumière, car on a l'impression qu'on à affaire à des rayons . Cependant, si on fait passer la lumière par un petit trou de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde, on s'aperçoit que ce que l'onde se disperse de l'autre côté du trou, que le rayon n'existe plus.
Quant au photon, il faut généralement l'oublier pour les fréquences radios. Le photon exprime le fait que les échanges d'énergie ne peuvent se faire que par paquets, comme tu ne peux payer ton pain que par petits paquets appelés " centime". Les phénomènes mettant en jeu le photon sont plus facile à voir pour les fréquences très élevées, comme par exemple les ondes électromagnétiques appelées "lumière" , car ces paquets sont d'autant plus gros que la fréquence est élevée....
Rebonjour,
Une petite animation pour comprendre la disposition des vecteurs:
https://www.edumedia-sciences.com/fr...tro-magnetique
Bonjour,
http://www.imnc.univ-paris7.fr/alain....quant/RQ5.pdf pour essayer de faire le lien entre les descriptions classique et quantique du rayonnement électromagnétique.
Cela n'est ni simple, ni intuitif.
@+
Not only is it not right, it's not even wrong!
Salut coussin,
Desole je ne comprend pas bien ce terme. Je croyais que le fait que l'intensité d'une onde sphérique décroisse avec la distance au carre pouvait s'interpreter comme du a la diminution de la concentration surfacique de photons au niveau du front d'onde. Dans cette interpretation, il me semblait alors que, en premiere approximation, l'intensité peut s'écrire comme
Cette interpretation ne marche que si le photon n'est pas "sphérique" (a moins qu'un tel photon n'ai une énergie qui diminue avec la distance a la source) mais au contraire si on considère le photon "standard" avec energie fixeet impulsion
On peut développer une onde électromagnétique sphérique sur une base d'ondes sphériques (formée de fonctions de Hankel radiales et d'harmoniques sphériques vectorielles). La seconde quantification nous dit de remplacer les coefficients de cette expansion par des opérateurs et ça donne des photons sphériques.
Maintenant, on peut toujours développer, à la place, sur une base d'onde plane. Et ça nous donnera des photons plans. Ce n'est qu'un changement de base.
Juste, si l'onde est vraiment sphérique (source ponctuelle, monochromatique, polarisée, etc...) il n'y aura qu'un terme dans le développement en ondes sphériques (lapalissade...) mais une infinité de termes en ondes planes.
Bref, un photon sphérique est la somme d'une infinité de photons plans et inversement.
Mon point ici est de démystifier et d'essayer de "vulgariser" le concept de photon en insistant sur le fait que "ce n'est que" remplacer des amplitudes réelles par des opérateurs (et donc des "quanta d'amplitudes").
Bien sûr, ce n'est pas rigoureux mais si ça peut aider le primo-posteur...
Intéressant ce passage du cube à la sphère qui met en relation l'infini avec 1. Cela s'écrit comment mathématiquement dans les grandes lignes?
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Salut,
Pour le plan au sphérique, si ma mémoire est bonne, c'est avec les harmoniques sphériques. C'est tout à fait semblable au développement de Fourier. Je crois qu'on trouve ça sur wikipedia.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Ce qui apparait comme surprenant est de décomposer en somme infinie une fonction représentant un objet insécable (photon).
D'un point de vue math, à quoi ressemble la fonction d'onde d'un photon sphérique ou cubique (plan)?
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Salut,
Il est quelque peu abusif je trouve de parler de fonction d'onde d'un photon, mais, bon, on peut faire comme Landau et Lifshitz et assimiler ça à l'onde électromagnétique.
Du point de vue onde, un photon onde plane c'est jamais qu'une onde de type sin(wt-k.x).
Et pour une onde plane, tu passe aux coordonnées sphériques avec un facteur 1/r² pour l'intensité.
(*)
L'ensemble des fonctions normalisables (*) forme un espace vectoriel. Et du point de vue quantique, dans les deux cas c'est juste un vecteur. Et ce vecteur peut être exprimé dans n'importe quelle base.
On peut choisir une base d'onde plane (ce qu'on fait fréquemment) et les changements de base peuvent être simple ou plus ou moins complexes (par exemple être équivalents à une transformée de Fourier ou les transformations avec les harmoniques sphériques ou un truc que je trouve franchement imbuvable, la base multipolaire). Il n'y a donc pas de problème du fait que l'objet est insécable : un vecteur d'état représente un photon
(en fait pour être strict, il faut travailler avec un espace de Fock, un vecteur d'état peut correspondre à plusieurs photons ou même une superposition quantique de photons, dans le premier cas le vecteur est vecteur propre de l'opérateur de nombre N). Mais de toute façon il ne faut pas confondre l'objet physique qui ne se définit qu'à travers ses propriétés mesurables (directement ou indirectement) et les représentations mathématiques. On peut avoir des représentations avec des sommes infinies pour n'importe quoi d'insécable et des représentations finies pour des objets qui peuvent être divisés (à la limite, de simples étiquettes collées dessus). Les propriétés physiques ici se définissent à travers les opérateurs tel que l'opérateur de nombre, l'hamiltonien, l'opérateur impulsion, l'opérateur moment angulaire,....
(*) Tu l'auras peut-être remarqué, la fonction que j'ai donné n'est pas normalisable. C'est un "abus d'usage" assez fréquent en MQ, pas qu'avec les photons d'ailleurs. L'onde plane monochromatique n'est pas normalisable et il est impossible de lui donner une énergie totale finie !!!! Et donc a fortiori une énergie h.nu !
En réalité :
- physiquement, ce sont des idéalisations. Une onde plane n'est jamais infinie et résulte d'un passage à travers par exemple un diaphragme assez large pour limiter la diffraction. Et de même pour les "fréquences pures", c'est un idéal.
- mathématiquement il faut "disperser" (to smear dans la littérature) avec une fonction test par exemple. Et on vérifie (du moins certains l'ont fait pour nous, c'est souvent assez compliqué) que ça ne change pas les résultats finaux ou du moins que l'écart est aussi petit qu'on veut. Les physiciens font alors l'abus d'usage sans trop se préoccuper de la rigueur vérifiée par ailleurs.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Merci; il faut que je digère tes explications.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Bonjour,
D'autant plus qu'une représentation mathématique n'a pas forcément un sens physique : certaines ne représentent pas un objet physique.
La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.
Salut,
C'est vrai. Et un "objet physique" peut être formulé parfois d'un très grand nombre de manières mathématiquement non équivalentes mais physiquement équivalentes. Et je trouve qu'il est fort utile de les explorer car ça donne une meilleure vision de la physique cachée derrière la modélisation, c'est du moins l'impression que j'en retire.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Salut,
C'est vrai. Et un "objet physique" peut être formulé parfois d'un très grand nombre de manières mathématiquement non équivalentes mais physiquement équivalentes. Et je trouve qu'il est fort utile de les étudier car ça donne une meilleure vision de la physique cachée derrière la modélisation, c'est du moins l'impression que j'en retire.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
