Bonjour à tous
Il est établi que la vitesse de la lumière est plus élevée dans le vide que dans n'importe quel milieu.
Mais je ne comprends pas pour quelle raison un photon se déplace moins vite dans l'air ou dans l'eau même s'il n'entre pas en collision avec une molécule.
Pouvez-vous SVP m'aider à comprendre ?
Merci d'avance
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Quand on parle de la vitesse de la lumière dans un milieu, on parle de la vitesse de l'onde électromagnétique, pas de la vitesse du photon (qui est invariante elle).
Ce qui se passe c'est que l'onde incidente excite les dipôles du milieu. Ils se mettent à osciller, en résonance avec l'onde incidente, mais avec un retard. Un dipôle qui oscille est à son tour émetteur d'une onde électromagnétique. Tous les dipôles excités par l'onde incidente se mettent donc à émettre des ondes électromagnétique à leur tour, de même fréquence que l'onde incidente, mais en déphasage. Tout ce joyeux bazar fait des interférences et l'onde résultante (onde incidente + plus ondes générée par les dipôles) se propage plus lentement que c.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Une conséquence pratique amusante, non négligeable pour les réseaux de télécoms, c'est que les fibres optiques sont sensiblement moins véloce que les ondes hertziennes dans l'air pour transmettre une information, d'un rapport 2/3 environ:
- En un microseconde, un élément d'information parcourt environ 300 mètres par de la radio (dans l'air ou dans le vide)
- Dans le même laps de temps, un élément d'information n'aura parcouru que 200 mètres environ dans le verre d'une fibre optique
Je veux bien un papier sur ce point svp. Car parler de vitesse pour un photon me perturbe...pas de la vitesse du photon (qui est invariante elle).
Bonsoir.
J'ai souvent lu ou entendu cette explication.Ce qui se passe c'est que l'onde incidente excite les dipôles du milieu. Ils se mettent à osciller, en résonance avec l'onde incidente, mais avec un retard. Un dipôle qui oscille est à son tour émetteur d'une onde électromagnétique. Tous les dipôles excités par l'onde incidente se mettent donc à émettre des ondes électromagnétique à leur tour, de même fréquence que l'onde incidente, mais en déphasage. Tout ce joyeux bazar fait des interférences et l'onde résultante (onde incidente + plus ondes générée par les dipôles) se propage plus lentement que c.
Mais je la trouve insuffisante pour expliquer le phénomène.Un tel mécanisme devrait générer des photons secondaires dans toutes les directions, ce qui ne s'observe pas en pratique.
Une longueur d'onde bien plus grande que la taille des dipôles produit le même effet, comme par exemple un onde radio de quelques centaines de MHz dans un diélectrique.
Je ne vois pas non plus comment expliquer la réflexion (totale ou partielle) lors d'un changement de milieu diélectrique.
C'est parce que vous pensez aux photons comme à des petites billes allant droit devant elles... Pour expliquer les phénomènes ondulatoire avec des photons, c'est avec ceux de l'electrodynamique quantique qu'il faut travailler, et non ceux de Newton. Je conseille la lecture de lumière et matière de Feynmann. Vulgarisation simple et efficace, il explique la reflexion, la réfraction, et bien d'autres choses, avec des photons.Envoyé par Gwinver
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Dans tous les cas, une recherche sur le forum aurait évité l'ouverture de ce fil, sur un sujet déjà traité en long, en large et en travers.
"Dans la vie, rien n'est à craindre, tout est à comprendre." Marie Curie
Bonjour.
Merci Mach3, j'ai commandé le livre, merci Andretou, la petite piqûre de rappel sur ce sujet a été utile.
Il se produit donc un transfert d'énergie entre l'onde et les dipôles, même en l'absence de collisions entre les dipôles et les photons ?
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Dans cette matière il est conseillé "d'oublier" pour un temps les photons et d'apprendre l'électromagnétisme classique. Il explique pas mal de phénomènes optiques et en physique il faut progresser par étapes.
Je vous propose donc d'étudier dans cette page du cours de Feynman les deux premières sections 31-1 et 31-2.
https://www.feynmanlectures.caltech.edu/I_31.html
Dans toute cette discussion, seule la physique classique est utilisée, la constante de Planck n'apparaît pas. Notez que Feynman met des guillemets au mot "explication" à la fin de la deuxième section. C'est qu'il utilise un modèle simplifié pour l'électron lié à un atome, celui d'un oscillateur linéaire classique. Il se fait que cela marche bien pour la lumière visible et la plupart de matériaux comme des gaz et des liquides, mais cette "explication" masque ce qui se passe "vraiment" au niveau atomique. C'est un modèle effectif valable dans certains domaines d'énergie et de fréquence.
Il n'est pas facile de voir ce qui subsiste de ce modèle dans la théorie quantique et ce n'est certes pas facile à expliquer simplement. On voit dans l'explication de Feynman qu'une partie de l'onde continue sans être apparemment affectée et qu'une partie est émise par les électrons agités par elle. Cela correspond au niveau du photon individuel à une superposition quantique de deux amplitudes: l'une dans laquelle le photon continue tout droit, l'autre où il est absorbé par l'atome avant qu'un nouveau photon soit réémis. Cela n'a donc pas de sens de parler de la vitesse du photon individuel dans la matière; en mécanique quantique il faut calculer le résultat moyen des processus obtenus. Le type de raisonnements à utiliser est décrit par la mécanique quantique. Le livre "Lumière et matière" déjà mentionné analyse avec un certain détail ce qui arrive à un photon quand il frappe une lame de verre et il discute comment les amplitudes de probabilité calculées en mécanique quantique peuvent rendre compte de ces phénomènes (et aussi beaucoup d'autres choses).
Bonjour,
Je me permet de poser ici une question qui est rapport avec le sujet plutôt que d'ouvrir une nouvelle discussion.
Désolé si la question a déjà été posé, mais j'ai cherché et n'ai pas trouvé de réponse :
Puisque dans le vide la lumière va à la vitesse C et que dans d'autres milieu elle est ralenti (75% de C pour l'eau, 41% de C pour le diamant) et au vu de l'explication donné par mach3, pourrait-on imaginé que dans certains milieux la vitesse de la lumière soit au contraire accélérée : 150% de C par exemple (mais les photons eux restant toujours à la vitesse C) ? Ou est-ce physiquement impossible que l'onde lumineuse dépasse C ?
Et je suis tombé sur cette explication sur le ralentissement de la lumière dans certains milieux : https://couleur-science.eu/?d=4137bd...au-ou-le-verre
Je sais pas si tout est cohérent mais j'ai trouvé cela plutôt clair
Dernière modification par manu225 ; 09/03/2020 à 14h36.
Salut,
C'est physiquement impossible qu'elle aille plus vite.
Avec un petit bémol. Dans certaines bandes étroites de fréquence on peut avoir une vitesse de phase plus grande que c (surtout dans le domaine des rayons X, mais ça je ne sais pas pourquoi) voire une vitesse de groupe plus grande que c (dans des milieux assez opaque, c'est assez difficile à observer). Mais dans tous les cas min(vitesse de phase, vitesse de groupe) est inférieur à c (c'est ce qu'on appelle la vitesse de front d'onde ou encore vitesse de l'information).
Et oui ce site m'a l'air plutôt bien fait.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Ok merci pour ta réponse
Je suis allé voir ce qu'est une vitesse de phase car je ne connaissais pas cette notion, je comprends le principe.
Donc si j'ai bien saisi ce que j'ai lu à droite et à gauche seul l'espace lui même peut se dilater plus vite que la vitesse de la lumière mais pas les objets présents dans l'espace ?
Là on entre dans un autre monde, la relativité générale où la localité est maître. Et donc là oui l'espace peut se dilater à une "vitesse" arbitraire.... sous certaines conditions (on ne peut pas avoir n'importe quoi, certaines solutions ne sont pas physiques). En effet, cela ne permet pas d'échanger d'information aller-retour plus vite que c entre deux observateurs et donc ça n'a pas d'impact.Ok merci pour ta réponse
Je suis allé voir ce qu'est une vitesse de phase car je ne connaissais pas cette notion, je comprends le principe.
Donc si j'ai bien saisi ce que j'ai lu à droite et à gauche seul l'espace lui même peut se dilater plus vite que la vitesse de la lumière mais pas les objets présents dans l'espace ?
Dernière modification par Deedee81 ; 09/03/2020 à 15h53.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Ok, oui pas d'échange d'information puisque même si le message est envoyé à la vitesse de la lumière il n'atteindra jamais son destinataire puisque celui-ci s'éloigne plus vite que la vitesse du message qui lui est envoyé, c'est bien ça ?
Et du coup le seul moyen pour échanger des informations serait de pouvoir outre passer les limites même de l'espace-temps ? Je viens justement de tomber sur cet article qui en parle : https://www.futura-sciences.com/scie...lumiere-16428/
Un potentiel référentiel absolu comme ils le nomment (ou éther ?) sur lequel l'espace-temps serait construit et où la vitesse de la lumière peut être dépassée.
Dernière modification par manu225 ; 09/03/2020 à 16h53.
Et l'article de l'expérience menée en Suisse dont il est question dans l'article : https://www.unige.ch/communication/c...-08/cdp080813/
Salut,
Attention, l'intrication quantique ne permet pas de dépasser la vitesse de la lumière ni même de transmettre de l'information à quelque vitesse que ce soit ! (il faut un autre canal : l'échange des particules intriquées et un canal de communication classique). Si ça t'intéresse j'ai fait une série youtube sur l'intrication, très vulgarisée. Mais par MP (pas d'auto-promo). Je n'y aborde (quasiment) pas la téléportation quantique et autre truc du genre, juste l'intrication et sa description/explication/... c'est une base utile pour la suite.
Et il faut éviter le terme éther. Je ne le trouve acceptable que dans deux cas :
- l'éther luminifère = support mécanique des vibrations lumineuses, dans le cadre non relativiste, supposé au dix-neuvième siècle.
- l'éther diéthylique qu'on trouve en pharmacie
En effet, le mot éther a été mis à toutes les sauces. Ce qui fait que maintenant, il doit bien avoir une bonne centaine de significations différentes. On a même appelé éther le vide quantique, le champ électromagnétique, le champ gravitationnel, etc... etc.... A tel point que lorsque quelqu'un dit "éther" ..... on ne sait pas de quoi il parle (et souvent lui non plus). De plus, pourquoi appeler éther par exemple le champ gravitationnel ???? Il a déjà un nom : champ gravitationnel. La physique ne consiste pas à inventer des mots mais à faire des expériences, des mesures .... et des calculs. Appelons un chat un chat, pas un miaou. Notons d'ailleurs que même le sens "d'éther luminifère" a fortement évolué au dix-neuvième siècle (au fur et à mesure qu'on éliminait ses propriétés par l'expérience jusqu'à ce qu'il ne soit plus que "le référentiel local où la lumière a la vitesse c"..... rendu inutile et donc inexistant par la relativité puis par l'électrodynamique quantique qui a montré que la lumière n'est même pas une vibration). Et force est de constater que certains auteurs (je ne donnerai pas de nom
) emploient "éther" dans des théories soi-disant révolutionnaires (parfois intéressantes d'ailleurs) mais juste parce que "ça fait bien d'appeler ça éther". C'est une manière de dire "coucou, regardez-moi".
Bref : éther = beeeek.
Dernière modification par Deedee81 ; 10/03/2020 à 08h07.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Hello,
Je veux bien le lien vers ta chaine Youtube oui
D'accord pour l'éther, j'ai repris le terme car il est cité dans l'article et pour moi il a pas 36 définitions ^^
Mais je comprends les soucis de compréhension que ça peut engendrer en effet...
Et du coup est-ce qu'il y a un autre terme admis par la communauté scientifique pour désigner ce potentiel référentiel absolu dont il est question ?
Dernière modification par manu225 ; 10/03/2020 à 10h56.
