Bonjour,
La longueur d'onde d'un photon dans le visible se situe entre environ 400 nm et 800 nm soit entre 4 10-7 m et 8 10-7 m. Par ailleurs la taille d'un atome est de l'ordre de 10-10 m.
Je m'interroge sur la manière dont un atome peut émettre des ondes de longueurs d'onde 1000 fois plus grandes que lui (sans avoir recours à la formule E= hc/l).
Cette question as-t-elle une réponse évidente ?
Une antenne émettrice sur la bande AM (longueur d'onde 100m à 1km) peut mesurer moins d'un mètre et fonctionner quand même...
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Attention quand même à un élément important. Si ce que soulève Didierisa est vrai, c'est incomplet.
Les transitions atomiques les plus fondamentales ont bien lieu dans le spectre des Rayons X et des UV lointains. Autrement dit, dans ce cas, il y a un certain rapport entre la longueur d'onde des photons émis et la taille de l'objet source.
Mais, en plus, il y a d'autres transitions "périphériques" qui nécessitent beaucoup moins d'énergie, et qui, effectivement donnent le spectre des éléments qu'on connait dans le visible.
Dans le même ordre d'idée, si on prend les molécules organiques par exemple, il faut plusieurs doubles liaisons conjuguées pour donner un "chromophore" capable d'absorber ou d'émettre dans le visible. Je ne dis pas qu'on atteint des tailles de 400nm (loin de là, même) mais à nouveau, les transitions les plus énergétiques pour ces systèmes ont lieu dans l'U.V. et se sont des transitions moins énergétiques qui ont lieu dans le visible.
Donc, oui, il y a un lien entre taille de l'objet et longueur d'onde émise, mais il est à chercher pour les transitions les plus dures.
Tout est toujours plus complexe qu'on (que je) ne le pense de prime abord.
Plus que la taille de la source ce qui importe pour le photon c'est la durée de la transition qui lui donne maissance.
C'est une question que je ne m'étais jamais posée. Est-ce qu'une transition qui produit des rayons X est tellement plus rapide qu'une autre qui produit un photon visible, le tout pour un même élément bien sûr.Envoyé par alovesupreme
Tout est toujours plus complexe qu'on (que je) ne le pense de prime abord.
La durée d'une transition électronique est mal définie en MQ.
Pour une émission spontanée, c'est considéré instantané je pense... Pour une absorption sous l'effet d'un laser par exemple, c'est plus complexe et est lié à la fréquence de Rabi qui apparaît dans l'évolution du système couplé atome/champ.
Un phénomene oscillatoire de fréquence 1/T peut il apparaitre en un temps inférieur a T?
Je viens de vérifier, l'ordre de grandeur pour la fréquence est de 10^15 Hz pour le visible et 10^18 pour les rayons X. Ceci explique peut-être cela ...
Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Spectr...revised_fr.png
Tout est toujours plus complexe qu'on (que je) ne le pense de prime abord.
3 ordres de grandeur sur 18 avec des durées aussi courtes c'est mesurable?
dans un forum anglais quelqu'un demandais si un laser pouvait créer une onde en un temps inférieur a la durée
associée a la fréquence donnée.
Il a eu cette réponse:
L'intégrale du champ électrique de l'impulsion complète doit être nulle, sinon elle violerait les lois de Maxwell (la composante de Fourier de la fréquence 0 doit être nulle si aucune charge n'est présente). En ce sens, un cycle unique est le plus court possible.
vous comprenez cette réponse?
Salut,
C'est bizarre comme remarque mais probablement correcte. Effectivement, si tu n'as qu'un cycle incomplet, la moyenne du champ électrique (la moyenne de E sur le morceau de cycle, = intégrale de sinus par exemple) la valeur sera non nulle. Et cette composante "devrait" être reliée aux charges présentes qui pourraient être loins (ou absentes).
Mais je me méfierais de cette affirmation. Car les ondes EM sont particulière, le champ électrique résulte de la variation du champ magnétique et celui-ci est non nul !!!!! Donc je pense que c'est faux.
Mon explication est plus simple (heu, peut-être). Tu ne peux parler de fréquence précise que si l'onde est sinusoïdale et "éternelle". De fait, si tu as une impulsion plus courte que la fréquence initiale, enfin l'inverse (et si c'est possible, voir les lasers attosecondes) l'onde résultante aura un spectre particulièrement étalé. C'est peu de le dire. Donc tu n'auras pas un truc "trop court" vs la fréquence !!!!
Et justement les techniques de création d'impulsion ultra courtes jouent sur cet étalement du spectre pour y arriver.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
non, le champ électrique ne résulte pas de la variation du champ magnétique, le champ électrique est correlé avec la variation du champ magnétique, les deux résultants des charges et de leurs mouvements.
m@ch3
Dernière modification par Deedee81 ; 22/12/2019 à 14h08. Motif: correction quote
Never feed the troll after midnight!
Salut,
Désolé, c'est juste un problème de langage/sémantique. Je ne m'exprime pas toujours comme toi mais il n'y a pas de causalité ici donc corrélé est sans doute en effet plus juste.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour,
Oui pas de souci pour émettre un photon d'une longueur d'onde plus grande. Pas de souci pour le détecter non plus: un détecteur peut être beaucoup plus petit que la longueur d'onde du photon. Un atome unique peut détecter (absorber) efficacement un photon, même hors cavité.Je m'interroge sur la manière dont un atome peut émettre des ondes de longueurs d'onde 1000 fois plus grandes que lui (sans avoir recours à la formule E= hc/l)
De plus, il est aussi possible de confiner un photon dans un volume beaucoup plus petit que sa longueur d'onde au cube. De nombreuses cavités ou nanostructures métalliques font ce boulot.
La durée de la transition détermine la largeur du spectre, pas la longueur d'onde. On peut imaginer des transitions très lentes ou très rapides qui donnent un photon de la même longueur d'onde.Plus que la taille de la source ce qui importe pour le photon c'est la durée de la transition qui lui donne maissance.
C'est une question que je ne m'étais jamais posée. Est-ce qu'une transition qui produit des rayons X est tellement plus rapide qu'une autre qui produit un photon visible, le tout pour un même élément bien sûr.
C'est donné par le temps de vie de l'état excité.La durée d'une transition électronique est mal définie en MQ.
Pour une émission spontanée, c'est considéré instantané je pense...
Oui c'est un bon argument. Spectralement, la largeur du spectre ne peut pas être beaucoup plus grande que la valeur moyenne.Mon explication est plus simple (heu, peut-être). Tu ne peux parler de fréquence précise que si l'onde est sinusoïdale et "éternelle". De fait, si tu as une impulsion plus courte que la fréquence initiale, enfin l'inverse (et si c'est possible, voir les lasers attosecondes) l'onde résultante aura un spectre particulièrement étalé. C'est peu de le dire. Donc tu n'auras pas un truc "trop court" vs la fréquence !!!!
Expérimentalement, on peut produire des impulsions d'un seul cycle, dans le domaine térahertz notamment. On pompe un milieu non-linéaire avec un pulse femtosecond proche infrarouge. Ex:
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1703/1703.09970.pdf
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1102/1102.1218.pdf
https://pdfs.semanticscholar.org/aed...5e7b252efc.pdf
Dernière modification par Gipfeli ; 30/12/2019 à 13h38.
La durée de vie de l'état excité n'est pas le temps mis pour que la transition se fasse.
OK j'ai été un peu rapide là-dessus.
Disons que tant qu'on ne pose pas la question de l'instant d'émission, il y a superposition cohérente entre une infinité d'instants d'émission (avec un poids généralement exponentiel décroissant définissant la durée de vie). Quand on détecte le photon avec une résolution temporelle assez courte, alors on a une réponse (à la question "instant d'émission) qui peut effectivement être arbitrairement précise.
Toujours pas... Il ne s'agit pas de l'instant d'émission, qui lui est régit par la largeur de l'état excité.
Nous parlons de la durée qu'à duré la transition.
Soit l'instant d'émission t0. À t<t0, l'atome est dans l'état excité. À t> t0+delta, l'atome est dans l'état fondamental. Nous parlons de ce "delta", pas de t0.
La MQ ne peut répondre car il n'y a pas d'opérateur durée en MQ.
Oui, je vois ce que vous voulez dire, et je suis d'accord que la durée de transition n'a pas de sens. Ce que l'on peut faire au mieux est mesurer quasi continuement l'état de l'atome (régime des sauts quantiques), on pourra alors trouver expérimentalement un temps t0 où l'atome est excité et un temps t1 où l'atome est relaxé (ce qui ne donnera certes pas la durée de la transition mais lui donnera une borne supérieure). Dans le formalisme des trajectoires quantiques, ces événements sont d'ailleurs considérés comme instantanés.
Ce que j'avais compris par "durée de transition" au départ est effectivement la répartition des instants d'émission (qui est incertain en l'absence de mesure du photon ou de l'état atomique).
