Multiplication des photons par changement de longueur d'onde

[invitebbf0ba51]

Salut à tous,
Je me suis posée une question après avoir réfléchi sur 2 faits:

- un photon est une quantité d'énergie
- un photon de haute fréquence (gamma par exemple) possède plus d'énergie qu'un photon de basse fréquence (IR par exemple)

Donc est-ce que c'est possible que un photon de haute fréquence se transforme en plusieurs photons de basse fréquence ?
Si oui, comment et grâce à quoi ?
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[Resartus]

Bonjour,
Il n'est pas possible pour un photon isolé de se diviser en deux, en raison des lois de conservation du spin.

Par contre, c'est faisable par interaction avec la matière ; par exemple avec un atome qui est excité sur un niveau haut, puis se désexcite en deux temps en émettant deux photons. Là encore, à cause de la conservation de spin, une des deux transitions est "interdite" : cependant, comme souvent en spectroscopie, elle ne l'est pas complétement : elle est seulement plus lente.

Le sens inverse (addition de deux photons pour faire un photon d'énergie double) est lui d'usage courant dans les doubleurs de fréquence, où certains matériaux aux caractéristiques non linéaires transforment la lumière rouge d'un laser de puissance en rayonnements ultraviolets.

[invitebbf0ba51]

merci, très instructif la reponse

[albanxiii]

Bonjour,

Parler de longueur d'onde pour un photon n'a pas de sens, vous mélangez deux modèles de la lumière qui n'ont rien à avoir, et c'est de cette façon qu'on arrive à des conclusions nawakesques.

Soit on parle de longueur d'onde et d'ondes, et on regarde l'interaction non linéaire avec la matière. Soit on se place dans le cadre de l'électrodynamique quantique et on se paluche les amplitudes des processus élémentaires impliqués.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Ou alors il faut avoir une analyse détournée. Sachant qu'une onde de fréquence nu et avec n photons a une énergie E = n.h.nu, on donc un nombre de photons E/h.nu.
Et donc si on divise la fréquence par deux (doubler la longueur d'onde) en conservant l'énergie totale, on a forcément deux fois plus de photons. Et ce quel que soit le processus utilisé pour augmenter la longueur d'onde (même un récepteur, qui absorbe l'onde, tout un tas d'appareils, démodulateur, modulateur, ampli, genre relais pour la radiophonie, puis un émetteur qui change la longueur d'onde mais émet avec la même puissance que la réception (mauvais relais, ceux-ci sont normalement prévu pour amplifier le signal )

Mais le processus décrit pas Resartus est le plus intéressant. Un autre effet sympathique est la https://fr.wikipedia.org/wiki/Bir%C3%A9fringence qui ne change pas la longueur d'onde mais divise en deux le rayonnement (et donc le nombre de photon). Intéressant à étudier d'abord au niveau classique avant de raisonner en termes de photons (là l'avertissement d'Albanxiii prend tout son sens, faut pas mélanger les descriptions classiques et quantiques. De toute façon, le classique avec Maxwell est infiniment plus facile que l'électrodynamique quantique, et c'est peu de le dire, même si ce n'est pas évident pour un profane quand il voit les équations de Maxwell. C'est comme comparer "ABC j'apprends à écrire" avec "analyse épistémologique et sémiologique de Richard III de Shakespeare" )

[XK150]

Bonjour ,


La réponse simple , premier degré : le photon est une particule stable , il a une masse nulle et il n'y a pas de particules élémentaires plus légères en lesquelles il pourrait se décomposer .

Pour les coupeurs de cheveux en 4 , une manip complexe de labo qui permet d'obtenir des paires de photons :
https://en.wikipedia.org/wiki/Sponta...own-conversion

[Deedee81]

Je rajoute un bout

La réponse simple , premier degré : le photon est une particule stable , il a une masse nulle et il n'y a pas de particules élémentaires plus légères en lesquelles il pourrait se décomposer .

.... tout en respectant les lois de conservation (et il n'y a pas que la masse/énergie).

Je précise sinon on pourrait se demander pourquoi l'électron est stable.