Diffusion de la lumière, lumière et loi de Bragg

[Sethy]

Bonjour à toutes et à tous,

Si je me souviens bien d'un de mes cours de physique, il était question que les photons n'interagissaient pas entre eux dans le vide, en raison d'une section efficace extrêmement réduite.

Or, la démonstration habituelle de la Loi de Bragg présuppose justement l'interaction constructive/destructive des photons X dans la matière pour expliquer les directions privilégiées de diffraction.

Je vois la, une apparente contradiction.

Quelqu'un pourrait éclairer (,) ma lanterne.

Merci.

Sethy
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[phys4]

Or, la démonstration habituelle de la Loi de Bragg présuppose justement l'interaction constructive/destructive des photons X dans la matière pour expliquer les directions privilégiées de diffraction.

La diffraction de Bragg est une interaction lumière (X) - électrons du cristal.
Quant aux figures obtenues ce sont des figures d'interférence, et non une interaction au sens des particules. L'interférence n'est pas une déviation ou une interaction destructrice.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Et surtout, la diffusion de Bragg est un phénomène classique, étudié avec des ondes électromagnétiques et non avec des photons. Ici, ce qui interfère ce sont des ondes et non des photons.
Mais la réponse de Phys4 est toujours valide, dans un milieu linéaire, les ondes, comme les photons, se croissent sans même se dire « bonjour ».
Au revoir.

[Sethy]

En fait, ce qui me gène le plus, c'est qu'on présente habituellement la démonstration de la formule de Bragg comme si l'expérience était faite avec un laser à Rayon X. Or, ce n'est pas le cas. Les ondes ont donc une phase différente.

Ceci dit, j'essaye de comprendre ce qu'il se passe. Vous parlez d'interférence. Le phénomène se produit-il avec un seul photon ?

J'ai quelques notions de mécaq et d'électrodynamique quantique, donc n'hésitez pas à approfondir votre réponse.

[A voir en vidéo sur Futura]

[phys4]

Un photon unique suit les lois de propagation et ne peut être détecté en un point où la figure d'interférence aurait une amplitude nulle.
Cependant vous ne pouvez créer une figure d'interférence avec un seul photon, les mesures de cristallographie doivent se faire avec un grand nombre de photons pour pouvoir être interprétées.
Je vous invite à vous reporter aux lois de l'optique sur ce sujet.

Donc l'approche par photons ne présente aucun intérêt.

[Sethy]

Bien, ceci acquis, revenons à la question de la phase.

Plaçons-nous dans deux situation différentes. L'une répondant aux conditions de Bragg (le faisceau X incident ayant les bon angle par rapport aux plans cristallins) et l'autre pas.

Si la phase de chaque onde diffère, chaque atome excité va osciller avec ce même déphasage. Que se passe-t-il ensuite ?

[phys4]

Si la phase de chaque onde diffère, chaque atome excité va osciller avec ce même déphasage. Que se passe-t-il ensuite ?

Lors de la diffraction, nous n'avons pas affaire à des atomes excités, c'est un simple couplage onde et couches électroniques, comme lorsque la lumière traverse un morceau de verre. Un faisceau de lumière le traversant n'affecte pas l'indice pour un autre faisceau.
Les interactions sont linéaires et le principe de superposition s'applique, de même que les interférences sont une simple superposition linéaire d'ondes.

Pour pouvez donc déduire tous les états par simple addition des amplitudes.

[invite6dffde4c]

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Si la phase de chaque onde diffère, chaque atome excité va osciller avec ce même déphasage. Que se passe-t-il ensuite ?

Bonjour.
Phrase d’un prof de cristallographie :
« L’ordre s’ajoute dans l’ordre, et le désordre s’ajoute dans le désordre ».
Seules les ondes qui sont cohérentes (avec petite différence de phase) donneront des interférences. Les autres s’ajouteront dans le désordre et ne donneront rien.
Donc, quand vous éclairez un cristal avec des rayons X non monochromatiques (n’importe quoi comme longueur d’onde et comme phase), vous aurez de la diffraction produite par les ondes cohérentes.
Au revoir.

[Sethy]

Je la note. Ca fait très formule d'alchimie, j'aime assez (comme la fameuse similia similibus solvuntur, les produits semblables sont solubles entre eux).

Merci, c'est (un peu) plus clair.

[invite6dffde4c]

Je la note. Ca fait très formule d'alchimie, j'aime assez (comme la fameuse similia similibus solvuntur, les produits semblables sont solubles entre eux).

Merci, c'est (un peu) plus clair.

Bonjour.
Ça fait surtout la différence entre ceux « qui ont compris un tout petit peu la diffraction » (comme se qualifiait le prof de la citation), et ceux qui croient avoir compris la diffraction.
Au revoir.