Vitesse lumière et interaction atmosphère
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Vitesse lumière et interaction atmosphère



  1. #1
    invite9137ea99

    Vitesse lumière et interaction atmosphère


    ------

    Bonjour. On indique la vitesse de la lumière dans l'atmosphère comme étant quasi identique à celle dans le vide. Pourtant l'on peut supposer que les photons ont à interagir de nombreuses fois avec les atomes de l'atmosphère. Connait-on le nombre moyen d'interactions lors de la traversée de l'atmosphère, et sait-on calculer le temps mis entre l'absorption/réémission d'un photon à chaque interaction ? Merci.

    -----

  2. #2
    phys4

    Re : Vitesse lumière et interaction atmosphère

    L'interaction de diffusion cohérente est un effet collectif mettant en jeu un grand nombre de photons et un grand nombre de molécules,
    il ne sera pas possible de le quantifier en interactions unitaites avec un simple retard par interaction.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  3. #3
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Vitesse lumière et interaction atmosphère

    Il est plus raisonnable de raisonner en terme d'ondes électromagnétiques.
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  4. #4
    invite9137ea99

    Re : Vitesse lumière et interaction atmosphère

    La vitesse de la lumière est invariante si j'ai bien compris. Si la vitesse apparente dans le verre ou l'eau est plus lente, n'est-ce pas dû au temps mis entre l'absorption réémission des photons en interaction avec la matière ?. Cette vitesse apparente ne dépend pas de l'épaisseur totale de matière à traverser ? N'hésitez-pas à me corriger. Merci

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    mach3
    Modérateur

    Re : Vitesse lumière et interaction atmosphère

    Citation Envoyé par Benzki Voir le message
    La vitesse de la lumière est invariante si j'ai bien compris. Si la vitesse apparente dans le verre ou l'eau est plus lente, n'est-ce pas dû au temps mis entre l'absorption réémission des photons en interaction avec la matière ?. Cette vitesse apparente ne dépend pas de l'épaisseur totale de matière à traverser ? N'hésitez-pas à me corriger. Merci
    comme déjà suggéré, il vaut mieux raisonner en terme d'onde electromagnétique. Quand une onde électromagnétique traverse un milieu, elle provoque l'oscillation des dipôles électriques qui y sont présent, avec un déphasage (c'est due au fait que les dipôles ne sont généralement pas accordés avec l'onde : ce sont des oscillations forcées), et ces dipôles oscillants génèrent à leur tour une onde électromagnétique qui s'ajoute à la première, qui va aussi provoquer l'oscillation des dipôles, qui vont générer à leur tour une onde, etc etc. La résultante de tout ceci (addition de l'onde de départ avec toutes les ondes générés par les dipôles) est une onde électromagnétique dont la vitesse est plus faible que dans le vide.

    http://www.feynmanlectures.caltech.edu/I_31.html

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  7. #6
    Amanuensis

    Re : Vitesse lumière et interaction atmosphère

    Citation Envoyé par Benzki Voir le message
    La vitesse de la lumière est invariante si j'ai bien compris. Si la vitesse apparente dans le verre ou l'eau est plus lente, n'est-ce pas dû au temps mis entre l'absorption réémission des photons en interaction avec la matière ?
    On ne peut pas parler de photons si simplement. En parler comme ça est les traiter comme des particules. Or un photon est ni une particule ni une onde, c'est un objet quantique (un quantum électro-magnétique). On peut l'approcher comme une particule ou une onde, selon ce qui le plus commode selon les besoins, et alors toujours avec une marge d'approximation. Il se trouve que dans le cadre de votre question, l'approche par une onde électro-magnétique est la moins source d'erreur.
    Dernière modification par Amanuensis ; 06/12/2018 à 13h40.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  8. #7
    invite9137ea99

    Re : Vitesse lumière et interaction atmosphère

    Merci pour vos réponses et la documentation. La réponse est bien plus complexe qu'attendue, mais très intéressante. A digérer ! Encore merci.

  9. #8
    Amanuensis

    Re : Vitesse lumière et interaction atmosphère

    PS:

    L'approximation à les traiter comme des particules dépend du temps de vie (ou longueur de parcours, pareil). Dans le cas d'une interaction avec un solide ou un liquide, les distances sont bien en-dessous de ce qui est acceptable pour les traiter comme des particules. (En gros faut comparer les distances à la longueur d'onde. La lumière visible est vers 500 nm de longueur d'onde, les distances intermoléculaires d'un liquide de l'ordre de dizaines ou centaines de pm, trois à quatre ordres de grandeur plus petit.

    Au passage, c'est ce qui permet d'avoir des miroirs avec un polissage à une fraction de longueur d'onde, alors qu'à l'échelle moléculaire la surface est tout sauf lisse.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  10. #9
    coussin

    Re : Vitesse lumière et interaction atmosphère

    Sauf cas particulier (EIT, lumière lente, etc...) l'indice d'un gaz est très proche de 1 (à un niveau de 10^-4 à peu près).
    C'est les indices des liquides ou des solides qui sont très différents de 1.

  11. #10
    maxwellien

    Re : Vitesse lumière et interaction atmosphère

    Bonjour, faudrait voir du côté du GPS qui prend en compte ces phénomènes d'interactions avec l'atmosphère pour calculer précisément la vtesse de ses signaux.

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