Question sur l'émission de photons par les électrons.

[Daniel1958]

Bonjour

Ce qui est évident pour vous ne l'est pas pour moi. Mais je suis curieux.

J'ai lu que les électrons étaient sur des niveaux énergies discrets. A condition d'avoir le bon niveau énergie un photon peut monter d'un ou plusieurs niveaux.
Je pense que cette visualisation expérimentale est plutôt facile pour l'atome hydrogène. Mais pour atomes de fer multicouches ?
J'ai plusieurs questions

- si j'ai un photon dont l'énergie est supérieure au niveau d'énergie fondamental mon electron va-t-il rester à son niveau d'énergie sans interagir avec le photon ? Suis-je obligé d'avoir la quantité exacte d'énergie de l'électron à son niveau pour l'éjecter de l'atome
- Combien de temps se passe-t-il entre une absorption et une réémission de photon. Les deux images ne peuvent être elles pas confondues.
- les photons réémis sont-ils-les mêmes que ceux absorbés ?
- Dans quel sens à lieu la réémission vers l'extérieur vers les côtés ou l'intérieur.

Lors d'un rayonnement déterminé (rayons X mous ou durs) comment déterminer par les probabilités les chances d'ioniser les atomes ?
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[Sethy]

C'est un ensemble de question qui couvre un domaine relativement vaste. Ce n'est pas pour rien qu'il y a des cours de spectroscopies dispensés dans les formations à bac+3 / bac+4. Je ne vais faire qu'efflorer le sujet.

D'abord, ce qu'il faut considérer ce n'est pas l'énergie de l'électron seul, mais bien celui du système noyau-électron. En fournissant de l'énergie (par exemple via l'absorption d'un photon), c'est le système dans sa totalité qui absorbe cette énergie avec en général une "augmentation" de la distance moyenne entre l'électron et le noyau (position moyenne, on est en théorie quantique).

Ensuite, effectivement si dans le cas de l'Hydrogène, les choses sont encore relativement simple encore que chaque électron est quand même caractérisé par 4 nombres quantiques distincts, le nombre quantique principal (ou la couche, n), les nombre secondaire (l) et les deux derniers m et le spin, il faut recourir à la théorie quantique relativiste pour que les niveaux d'énergie collent bien avec l'expérience. En mécanique quantique non relativiste, l'énergie ne dépend que du nombre quantique principal (ce qui est désaccord avec l'expérience). Alors, les variations sont faibles (de l'ordre du %) mais malgré tout significatives. Il existe en plus d'autres phénomènes, je pense notamment au couplage spin-orbite qui viennent compliquer la donne.

Donc effectivement, le modèle de l'atome d'Hydrogène est simple parce qu'il est composé seulement de deux corps (un noyau, un électron), dès qu'on passe à l'Hélium (1 noyau, 2électrons) se pose immédiatement le phénomène du tiers corps qui empêche toute résolution analytique.

Malgré tout, le modèle de l'atome d'Hydrogène marche relativement bien pour les éléments plus lourd comme le Fer. Maintenant, il y a un autre élément à considérer, c'est qu'il y a un lien subtil entre le phénomène à l'origine d'une onde et la longueur d'onde de celle-ci. Les rayons gammas (longueur d'onde très petite -> grande énergie puisque E = h.c / lambda) sont le résultat de réarrangement au sein du noyau. Les rayons X les plus durs sont ceux ici de réarrangement dans les couches électroniques les plus proches du noyau et ainsi de suite. La couleur orange du carotène est du non pas à des phénomène atomique mais bien moléculaires et encore qui mettent en comment un vingtaine d'atomes. En général, les transitions qui émettent dans le visible sont-elles soit liées comme dans l'exemple du carotène à des transitions moléculaires, soit des transitions d'électrons relativement périphériques.

Pour autant que je sache (ce point est peut-être à nuancer) mais oui, le photon incident doit avoir une longueur d'onde très proche de l'écart entre les deux niveaux d'énergie. Ceci dit attention, ce n'est pas parce qu'un photon aurait la bonne longueur d'onde qu'il sera forcément absorbé. Il existe en effet des règles de sélection avec des transitions très largement favorisées et d'autres très largement défavorisées (au point qu'on parle de transitions autorisées et interdites). La théorie des groupes permet d'expliquer pourquoi les transitions autorisées sont celles pour lesquelles le second nombre quantique (l donc) subit un changement d'exactement une unité. Par exemple la transition 3s (s = 0) vers 4s est interdite alors que la transition (3s) vers 4p (p =1) est autorisée. La dénomination s, p, d, f vient du passé et correspond aux valeurs 0, 1, 2 et 3 pour le nombre quantique secondaire.

Les photons réémis sont différents. Le photons est détruit lors de l'absorption. En principe, la réémission a lieu dans toutes les directions même si, il existe un phénome dit d'émission stimulée et qui est par exemple à l'œuvre dans les lasers.

Comme je l'ai expliqué au début, je ne fais qu'effleurer le sujet. Il y a un tas d'autres effets, comme par exemple l'effet Compton qui explique comment une onde peut chasser un électron tel la boule de pétanque peut en faire dégager une autre.

Enfin, ici je n'ai évoqué que les phénomènes de fluorescence, il existe aussi la phosphorescence qui voit dans un premier temps l'absorption d'un photon dans une transition autorisée, celle-ci est suivie d'un réarrangement et le système se retrouve comme bloqué après ce réarrangement. Pourquoi ? parce que la seule transition pour revenir à l'état fondamental est interdite. Le résultat est donc qu'il faut attendre un certains temps (parfois plusieurs secondes) avant que le système ne finisse quand même par revenir à l'état fondamental en émettant cette fois un photo moins énergétique (longueur d'onde plus grande) puisqu'une partie de l'énergie a déjà été perdue au moment du réarrangement (l'état après réarrangement étant forcément plus bas en énergie que celui avant le réarrangement. Energie qui donné au système sous forme de chaleur). Pour traiter ce sujet en profondeur, il faudrait expliquer les états singulets et triplets.

[Daniel1958]

Merci

Très belle explication très pédagogique pour moi. Je croyais que c'était un des programmes prérequis indispensables à un niveau plus faible que ceux cités genre L1. Finalement tout est interaction avec des probabilités d'interagir ou pas.
Je vais parodier c'est une usine à gaz. Comment s'y repérer si on ne connait pas toutes les interactions possibles.

Si je ne dis pas de bêtises les photons gamma peuvent exister les noyaux. Comment oscillent-ils ? Est-ce la colle forte ou les quarks qui sont touchés. Comment les photons sont-ils absorbés et réémis ?

[Sethy]

C'est plutôt un mille-feuille qu'une usine à gaz.

L'interaction entre les photons et la matière est décrite par l'électrodynamique quantique qui est l'un des domaines couvert par la théorie quantique des champs. Je viens de vérifier, c'est typiquement un cours de M1 (bac+4).

Ici un extrait de wiki : "Précisément, c'est une théorie des champs pour l'électromagnétisme. Elle décrit l'interaction électromagnétique des particules chargées et de la lumière (...)". Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89...ue#Description

J'invite également à jeter un œil sur le lagrangien de cette théorie (sur la même page wiki). Cela donne une idée des prérequis physiques et mathématiques nécessaires.

Quant aux phénomènes à l'intérieur du noyau ... c'est encore une toute autre affaire.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Daniel1958]

Spinner plus calcul tensoriel et twister c'est vraiment incompréhensible pour moi c'est comme lire en roman (rires) de Penrose. Moi j'ai lu que l'équation de Dirac était souvent analysée en doctorat. Après on peut se demander quel est le niveau de justesse de ces équations. Je m'explique vu la complexité de ses équations, les erreurs sont-elles décelables ?
Ne sont-elles pas trop éloignées de la réalité

J'ai vu ça sur Wikipédia

Ce décalage n'est pas prédit par l'équation de Dirac, qui donne la même énergie à ces deux états. Il a été découvert par Willis Eugene Lamb et son étudiant R. C. Retherford, en 1947

. Aprés sur la physique quantique ont dit que les calculs sont surs à 99,9999 % mais on se garde bein de dire sur quelle discipline.

[Sethy]

Je ne suis pas spécialiste de l'équation de Dirac, mais j'imagine qu'elle se base, elle aussi, sur une série d'approximation.

Je pense que les approximations dites de Born-Oppenheimer s'appliquent toujours à savoir de considérer que le noyau est infiniment plus lourd que l'électron, ce qui permet de confondre le centre de masse avec la position du noyau. De même, la charge du noyau est considérée comme ponctuelle et centrée à l'origine alors que le noyau lui-même devrait être représenté par une fonction d'onde.

Pour le reste, je vois difficilement comment le justifier. Une première théorie est proposée, si elle est jugée satisfaisante, elle est adoptée. Par la suite, les écarts entre les prédictions et les mesures sont analysées. Sur base de ces différences, les successeurs proposent de nouvelles théories qui doivent "a minima" confirmer les résultats précédents en les améliorants (en principe). Et ainsi de suite.

Je vois donc difficilement, comment justifier un "éloignement" de la "réalité". Ce n'est pas parce que les solutions nous apparaissent de plus en plus inaccessibles qu'elles perdent en pertinence.

Enfin ... les "on dit", je m'en méfie toujours et pas seulement en physique !

[Deedee81]

Salut,

Je répond à Daniel mais en citant Sethy car je prolonge ses propos

Je ne suis pas spécialiste de l'équation de Dirac, mais j'imagine qu'elle se base, elle aussi, sur une série d'approximation.

En fait elle est plutôt "non approchée" mais elle est à "nombre fixe de particules" (ce qui conduit au paradoxe de Klein par exemple). Et l'effet Lamb est liée aux particules virtuelles et au vide quantique et donc n'est forcément pas pris en compte par l'équation de Dirac.

Je plussoie sur le reste de ton message évidemment.

Pour avoir une description la plus précise théoriquement de l'atome il faut faire appel à l'électrodynamique quantique relativiste et là c'est profondément ardu (et les calculs analytiques sans approximations y sont comme le loup blanc).

Je vois donc difficilement, comment justifier un "éloignement" de la "réalité"

En effet, la pertinence physique d'une théorie se base sur ses prédictions expérimentales et leur confrontation aux résultats expérimentaux (*). Tout est question aussi de précision des mesures. Et la "réalité" est plutôt l'affaire des philosophes.

(*) Et de ce point de vue, l'équation de Dirac est bien meilleure que l'équation traditionnelle de Schrödinger. Elle prédit le spin, l'antimatière, les effets liés au champ magnétique, etc...
Mais elle est moins bonne que l'électrodynamique quantique.
Notons que c'est sur ces critères que fut rejeté initialement l'équation de Klein-Gordon (elle donne de très mauvais résultats pour l'atome) et ce qui poussa Dirac à rechercher une autre équation.
(depuis elle a été réhabilitée avec les particules scalaires comme certains mésons et la théorie quantique des champs, le fait qu'elle donnait de mauvais résultats est dû au fait que dans le régime relativiste, le spin de l'électron ne peut pas être négligé).

Ce n'est pas parce que les solutions nous apparaissent de plus en plus inaccessibles qu'elles perdent en pertinence.

Il ne faut en effet pas confondre d'une part :
- La complexité théorique
- Le fait de traiter un monde physique de plus en plus éloigné de "la physique au quotidien"

D'autre part :
- La complexité théorique
- La complexité des calculs (en particulier la malédiction des trois corps, c'est bien connu). Une théorie peut être fort simple à la base mais ardue à utiliser

Et enfin :
- le caractère quelque peu abstrait de certains outils mathématiques (comme les spineurs)
- Et la physiques qu'ils dévrivent
Certains outils sont créés pour faciliter l'écriture (on pourrait faire de la théorie quantique des champs en se passant totalement des spineurs et même des nombres complexes mais il y a mieux à faire alors : se tirer une balle dans la tête. Ou pour le dire autrement, un minimum d'abstraction peut fortement simplifier la vie et aucun théoricien ne se complique la vie pour le plaisir )

[Daniel1958]

Bonjour

Oh je me demande (hormis les diagrammes Feynman) simplement si on pouvait déceler des erreurs vu la complexité des opérateurs et des équations elles-mêmes. Je pense à l'anecdote sur les ondes gravitationnelles dont Einstein était persuadé au départ qu'elles n'existaient pas (à cause d'une erreur de calcul de sa part). Cette contre-idée aurait pu faire flores.

[gts2]

Bonjour,

Je ne connais pas l'anecdote sur les ondes gravitationnelles, mais l'élaboration de la physique est collective, donc si quelqu'un fait une erreur (cela arrive à tout le monde), d'autres vont corriger. C'est le principe des revues : un article est soumis à relecture.

[Deedee81]

Oh je me demande (hormis les diagrammes Feynman) simplement si on pouvait déceler des erreurs vu la complexité des opérateurs et des équations elles-mêmes. Je pense à l'anecdote sur les ondes gravitationnelles dont Einstein était persuadé au départ qu'elles n'existaient pas (à cause d'une erreur de calcul de sa part). Cette contre-idée aurait pu faire flores.

Je ne comprend pas bien ton propos.

Si c'est concernant la création de l'équation de Dirac et son utilisation. Cela a été lu, analysé, vérifié, utilisé par des dizaines de milliers de physiciens et étudiant. Une faute ne serait pas passée inaperçue (*).
Et si c'est concernant son usage dans certaines circonstances, dans l'un ou l'autre cas, ce n'est pas impossible mais tout de même peu probable car il faut vite passer à l'électrodynamique quantique.

(*) En dehors des limites de la théorie de Dirac évidemment, bien connue (très vite déjà à l'époque).
- le fait qu'elle soit "à nombre fixe de particules", ce qui est problématique dans son domaine (relativiste !)
- la prédiction de l'antimatière a conduit à cette idée (vite dépassée) : https://fr.wikipedia.org/wiki/Mer_de_Dirac mais inutilisable en pratique puisque ce n'est pas à nombre fixe de particules et en plus ça ne marche qu'avec des fermions
- https://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_de_Klein

Ceci dit, avec un peu d'habitude sur les outils mathématiques, la théorie de Dirac ce n'est quand même pas la mer (de Dirac ) à boire. Ce n'est pas si compliqué (ça c'est juste l'impression que toi tu en as parce que tu ne maîtrises pas ces outils). Dans tout bon bouquin (comme le Quantum Field Theroy de Itzykson et Zuber), la construction de l'équation, la vérification de son caractère covariant, son développement avec mise en évidence des termes de couplage spin-orbite, avec champ magnétique et tout ça, c'est quoi, vingt ou trente pages ? A l'époque où j'ai lu ça la première fois je n'ai eut aucune difficulté (j'en ai rencontré après avec la quantification du champ libre qui m'a obligé à plonger dans les outils mathématiques avant de reprendre).

Ensuite les diagrammes de Feynman, c'est quand même bizarre de citer ça (même pour dire hormis) car ça n'a rien à voir avec la théorie de Dirac (on passe la théorie quantique des champs avec ces diagrammes).

Et d'ailleurs c'est là que réside souvent la complexité du calcul. Par exemple pour le calcul du moment magnétique anomal, on a utilisé 891 diagrammes. Et il faut tous les décrire sans en oublier, à chaque fois les traduire en intégrales, calculer ces intégrales, effectuer régularisation et renormalisation. Bref un truc à ce taper quelques milliers de pages de calcul. Là, oui, on peut commettre une faute de calcul. Heureusement beaucoup a maintenant été automatisé par informatique. Sinon analyser les résultats du LHC (par exemple) serait un cauchemar. Ce qui n'empêche l'existence de difficultés (par exemple il existe deux calculs théoriques approchés pour le calcul du moment magnétique anomal du muon, calcul extrêmement difficile car on ne peut pas faire l'impasse sur la chromodynamique quantique, et ces deux calculs sont en désaccord. Et savoir pourquoi ..... est terriblement ardu. C'est en cours d'analyse).

De même lors d'un calcul que je faisais sur la théorie quantique des champs en espace-temps courbe, chaque équation faisait.... une page entière !!!! Et évidemment, j'arrêtais pas de faire des fautes à la main (oubli d'un terme, erreur de signe). A un moment donné j'ai pris mes feuilles et j'en ai fait une grosse boulette que j'ai jeté au loin Et là, qu'ai-je fait ? J'ai écrit un programme pour faire les calculs à ma place (calcul tensoriel et adapté à mes besoins, couple à un programme de calcul formel existant surtout pour la simplification des formules).

C'est les calculs qui sont durs. Pas les théories et leur élaboration. Et les outils, ma foi, on échappe à la topologie algébrique (que je n'ai jamais su digérer ). Donc on ne va pas se plaindre

[Daniel1958]

Oui ça été le cas pour les ondes gravitationnelles dont l'erreur a été corrigée par un referee. Du coup elles faisaient parties des possibles. J'ai lu (dans son livre) que Susskind était invité par Hawking lors de la découverte de son équation sur le rayonnement. Il parlait pour les physiciens et il a dit

nous avons vu que l'équation avait une relation par la masse

. Ben à partir du moment où il y ''m'' dans l'équation c'est évident.

Je suis bien sûr d'accord sur l'argumentation. Mais même le fait qu'il y ait des contrôles n'empêche pas les sottises. Je pense à l'article de Nature sur la Covid. Là à mon avis on est au plus haut niveau des mathématiques pour la physique avec un niveau d'abstraction extrême.

Comme je vois un spécialiste de la question

J'ai entendu que les calculs de la physique quantique (même si on n'en comprenait les causes) sont surs à 99,9999 % mais sur quelle discipline précisément : l'étude quantique des champs la MQ ????.

[Deedee81]

Mais même le fait qu'il y ait des contrôles n'empêche pas les sottises.

Bien sûr. Mais c'est pas pour ça que l'équation de Dirac est fausse Le bébé, le bain, tout ça....

J'ai entendu que les calculs de la physique quantique (même si on n'en comprenait les causes) sont surs à 99,9999 % mais sur quelle discipline précisément : l'étude quantique des champs la MQ ????.

Je ne connais pas le contexte, mais c'est quoi ce chiffre idiot ? Ca tombe d'où ?
(edit : et "sûr" en quoi ? Théorique, conceptuel, précision, etc... ????)

(et ne parlons pas du covid, c'est totalement hors sujet et même hors thématique de ce forum)

[gts2]

J'ai entendu que les calculs de la physique quantique (même si on n'en comprenait les causes) sont surs à 99,9999 % mais sur quelle discipline précisément : l'étude quantique des champs la MQ ????.

Si vous pensez à la constante de structure fine (les 891 diagrammes de @Deedee81), la correspondance calcul-expérience est à 10^-9 près (plus lisible que 99,xxxx%).
Mais cela c'est un problème de type incertitude expérimentale vs. précision de calcul, cela ne colle pas vraiment avec calculs sûrs à 99%.

[Deedee81]

Ah, j'allais citer ça, pris de vitesse

Précis à 9 chiffres après la virgule (tant théorique qu'expérimental). Et avec un calcul hautement non trivial. Qui dit mieux

Si vous pensez à la constante de structure fine (les 891 diagrammes de @Deedee81), la correspondance calcul-expérience est à 10^-9 près (plus lisible que 99,xxxx%).
Mais cela c'est un problème de type incertitude expérimentale vs. précision de calcul, cela ne colle pas vraiment avec calculs sûrs à 99%.

EDIT et ce n'est même pas ne précision de la MQ mais de l'électrodynamique quantique des champs. Théorie hautement élaborée versus la MQ.

[Daniel1958]

De mémoire c'est Bobroff (excellent physicien expérimentateur) qui disait (mais c'est pas le seul) que si on ne comprenait pas la théorie quantique elle produisait des résultats solides d'une exactitude avec 99 + x chiffres après la virgule.

Concernant les équations, dans ce livre

Toute la physique en 15 équations de B Mansoulie

il y a l'équation du CERN et l'équation des équations (une addition de toutes les principales équations) ça me fait penser à du chinois à cause des opérateurs.

[Sethy]

Je voudrais approfondir l'idée du mille-feuille car elle me semble intéressante à plusieurs titre.

Tout d'abord, ce mille-feuille est historique. Certaines théories sont découvertes avant d'autres. Citons par exemple les fameuses équations de Maxwell qui sont relativistes (1865) alors qu'il faudra attendre la fin du 19ème avec les tentatives de Lorentz qui travaille par essai-erreur pour avancer dans ce domaine et 1905 pour qu'Einstein prenne le problème par le bon bout.

Ensuite, il est aussi pédagogique. On apprend d'abord les bases et ensuite, une fois ces bases en principe maitrisées on passe à la suite. Je crois qu'il y a la un biais d'internet, j'y reviendrai.

Je prends un exemple simpliste mais très concret, la division. Aux petites classes on enseigne que la division d'un nombre (entier puisqu'on ne connait que ceux-là à ce moment là) par un autre n'a de sens que s'il existe une multiplication qui au départ de l'autre redonne le nombre. Diviser 12 par 4, n'a de sens que parce qu'il existe une multiplication (3 x 4) qui donne comme résultat 12. Diviser 12 par 5 n'a donc aucun sens. Plus tard on apprend la division avec un reste (et la fameuse preuve par 9 en X), puis les fractions et enfin les nombre décimaux. Et la diviser 12 par 5 ne pose plus de problème et donne évidemment 2,4.

Imaginons que quelqu'un tombe la dessus et dise "une des deux assertions est fausse". C'est soit la division de 12 par 5 n'a aucun sens, soit elle donne 2,4. Qui a raison ?

Et je pense qu'internet, et je le précise c'est quelque chose que j'ai compris en suivant ce forum ci, offre sur un même pied accès à toutes les couches du mille-feuilles. Et là, réside le même danger que celui de mon exemple. Si je ne dis pas de bêtise en électromagnétisme "classique" (celle de Maxwell), la lumière existe et c'est une onde. En aucun cas, dans le cadre de cette théorie, il n'est question de photons. Et là réside le danger. Si on prend certains résultats de la théorie de Maxwell classique et qu'on y mêle la notion de photon (qui apparait dans une autre couche, supérieure de surcroit, du mille-feuille) on va droit dans le mur.

Et je pense que c'est un réel problème pour l'autodidacte. Pour qui, malheureusement, internet en général (et wiki en particulier) ne peut à chaque fois recontextualiser le sujet.

[ornithology]

- si j'ai un photon dont l'énergie est supérieure au niveau d'énergie fondamental mon electron va-t-il rester à son niveau d'énergie sans interagir avec le photon ? Suis-je obligé d'avoir la quantité exacte d'énergie de l'électron à son niveau pour

Quand on lit ca on peut effectivement de poser la question. Mais est ce vraiment une bonne formulation du probleme?
comme les photons peuvent avoir des énergies quelconques il y en aurait des tas qui n'intéragiraient pas vu qu'ils n'auraient pas la bonne énergie? j'en doute. comment formuler ca de facon plus correcte?

[Deedee81]

si on ne comprenait pas la théorie quantique

Ouais, bon. Mais ça c'est un peu une affirmation toute faite, sortie de son contexte, qui joue sur l'ambiguïté du mot "comprendre" et qu'on voit un peu trop souvent. Tout ça à cause de Feynman et son "tait toi et calcule"

Et pour l'exactitude, le terme est faux (bon, je ne connais pas Brobroff mais un bon physicien n'est pas nécessairement un bon vulgarisateur). Il est mieux de parler de précision et voir plus haut de qui en a été dit. Sans compter la liste des "ils ne faut pas confondre x et y" que j'ai donné.

Feynman lui était un bon vulgarisateur et un très grand pédagogue mais là, son "tait-toi" à fait beaucoup de mal tellement on en a détourné le sens !!!!!

Et je pense que c'est un réel problème pour l'autodidacte.

Surtout s'il se limite à la vulgarisation.
(ou s'il veut brûler les étapes)

ça me fait penser à du chinois à cause des opérateurs.

Et bien il te reste à étudier le mandarin

Non, sans rire, les opérateurs c'est quand même pas si compliqué.
Surtout que généralement ce sont des opérateurs linéaires sur des espaces vectoriels.
(et je peux conseiller les livres de Hladik, ceux que j'ai lu étaient vraiment précis, clairs et en plus avec des exercices résolus pour se faire la main)

[Daniel1958]

Bon

Je ne me suis pas exprimé en physicien et je m'exprime dans mon language.

Je connais de façon sommaire la quantification E=hV. Les photons ont aussi des niveaux d'énergies discrets.
Pour faire simple pour moi je me demandais si des photons gammas ou de fortes énergies pouvaient extraire le/les electrons et ioniser l'atome (je ne parle pas du noyaux).
J'ai vu qu'il fallait une énergie égale à celle du niveau fondamental pour expulser un électron de rang 1 mais si cette énergie était supérieure que ce passerait-il ?


Après je voulais revenir sur les journaux avec referee. Bien sûr vous défendez les sciences dures. Néanmoins pour les autres sciences il y a eu des biais qui sont passés inaperçus (je pense à des lignes excel non prises en compte dans le tableur).

Je suis d'accord sur les analyses de difficulté d'appréhension. Mais je me dis une chose simple (je raisonne par induction). On a trois théories concurrentes pour la Cosmologie. Les maths sous-jacentes aussi. Mais comme les trois théoriques ne sont pas identiques en description seule une au maximum sera peut-être admises.

Pour autant chacune à un support mathématique important et de haut niveau. Et pourtant au minimum deux d'entre-elle ne représentent pas la phénoménologie du Cosmos.

Les théories solides ont les connais après qu'elles aient résistées aux expériences. Et encore ce n'est pas une preuve définitive.

[Deedee81]

je m'exprime dans mon language

Sans dictionnaire on ne va pas se comprendre et on risque de parler dans le vide.

Je connais de façon sommaire la quantification E=hV. Les photons ont aussi des niveaux d'énergies discrets.
Pour faire simple pour moi je me demandais si des photons gammas ou de fortes énergies pouvaient extraire le/les electrons et ioniser l'atome (je ne parle pas du noyaux).
J'ai vu qu'il fallait une énergie égale à celle du niveau fondamental pour expulser un électron de rang 1 mais si cette énergie était supérieure que ce passerait-il ?

Si l'atome est ionisé, l'excès d'énergie du photon se retrouve dans l'énergie cinétique de l'électron. Il suffit donc d'avoir une énergie supérieure ou égale à l'énergie d'ionisation de l'électron en question.
Par contre pour un changement d'état (sans ionisation) il faut l'énergie exacte (enfin, presque exacte, il y a une "largeur naturelle" des raies spectroscopiques due au principe d'incertitude, plus une largeur due à l'effet Doppler et l'agitation thermique qui masque généralement la largeur naturelle).

Bien sûr vous défendez les sciences dures.

Ben, forcément, regarde dans quel forum tu te trouves On ne va pas parler des protocoles psychologiques des patients

Je suis d'accord sur les analyses de difficulté d'appréhension. Mais je me dis une chose simple (je raisonne par induction). On a trois théories concurrentes pour la Cosmologie. Les maths sous-jacentes aussi. Mais comme les trois théoriques ne sont pas identiques en description seule une au maximum sera peut-être admises.

Trois théories ??? Quelles trois théories ????

Si tu parles de la théorie ou plutôt du modèle validé par l'expérience, il n'y en a qu'un :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le_%CE%9BCDM
Si tu parles des théories sur lesquelles ce modèle est basé, il s'agit de presque toutes les théories validées par l'expérience : relativité générale, mécanique quantique, physique statistique, physique nucléaire, théorie des fluides, électromagnétisme, etc...
Et si tu parles des théories cosmologiques spéculatives : il y en a des centaines, à peu près une par auteur (ou plutôt des centaines de modèles basé sur une bonne dizaine de théories spéculatives)

Les théories solides ont les connais après qu'elles aient résistées aux expériences. Et encore ce n'est pas une preuve définitive.

Ben ouin ça on sait, ça s'appelle même :
https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9thode_scientifique
https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A...C3%A9rimentale

Et bien entendu, tant qu'une théorie bien validée n'est pas réfutée (en général les réfutations fixent plutôt le domaine de validité, ce n'est que si celui-ci tombe à zéro que la théorie vole à la poubelle, il y a quelques exemples historiques comme la théorie des deux fluides électriques) on la considère comme juste.

Simplement parce qu'on ne saurait pas parler de ce qu'on ne connait pas !!!!
(et de toute façon, sur Futura on parle et on accepte les théories validées, la science ne se fait pas dans les forums)

[coussin]

Je connais de façon sommaire la quantification E=hV. Les photons ont aussi des niveaux d'énergies discrets.

Hmmm c'est au mieux ambigu...
La fréquence nu est continue donc l'expression E= h.nu ne mène pas à des valeurs discrètes de l'énergie E.
Par contre, à une fréquence nu donnée, une onde électromagnétique ne peut contenir d'un nombre entier de photons. Son énergie est donc E= N.h.nu avec N un nombre entier.

[Sethy]

Edit, croisé avec Coussin.

Pour faire simple pour moi je me demandais si des photons gammas ou de fortes énergies pouvaient extraire le/les electrons et ioniser l'atome (je ne parle pas du noyaux).
J'ai vu qu'il fallait une énergie égale à celle du niveau fondamental pour expulser un électron de rang 1 mais si cette énergie était supérieure que ce passerait-il ?

Ici pour moi, il ne faut pas confondre deux phénomènes distincts. Je vais tenter de vulgariser les phénomènes à outrance, juste pour illustrer le propos.

Soit, on en revient à la situation où le photon est absorbé. Un photon passe à proximité d'un atome, le champ électrique du photon va induire un phénomène de résonance au sein de l'atome. S'il existe une possibilité qu'un électron passe d'une couche 1 à une couche 2 avec une différence d'énergie telle que E2 - E1 = h.c / lambda alors le photon peut être absorbé et concomitamment l'électron s'élève de la couche 1 à la couche 2. A titre indicatif, ioniser l'atome d'Hydrogène demande 13,6 eV (électron-Volt, c'est une unité d'énergie) ou encore 2,18.10^-18 Joules.

Soit, c'est l'autre phénomène que j'ai rapidement évoqué. Un photon extrêmement énergétique (le rayonnement le plus puissant qui est émis par de l'Uranium naturel est un rayon gamma de 1,7 MeV, soit plus de 100.000x plus énergétique que ce qu'il faut pour ioniser un atome d'Hydrogène) vient percuter un atome de plein fouet et provoque l'ionisation de celui-ci mais évidemment il y a toutes les chances que le gamme poursuive son chemin.

On en a un exemple ici dans les chambres à bulles. Chaque tracé est occasionné par une seule particule. Video : https://www.youtube.com/watch?v=r1vA7yU9yS0&t=494s

Pour le reste, ce sont des assertions. Tu avances le fait qu'il y a 3 théories pour le Cosmos et on doit faire avec.

[Deedee81]

Hmmm c'est au mieux ambigu...
La fréquence nu est continue donc l'expression E= h.nu ne mène pas à des valeurs discrètes de l'énergie E.
Par contre, à une fréquence nu donnée, une onde électromagnétique ne peut contenir d'un nombre entier de photons. Son énergie est donc E= N.h.nu avec N un nombre entier.

C'est bien vu car j'oubliais que le photon aussi n'est pas monochromatique (ça c'est une idéalisation) mais présente une petite dispersion en fréquence (paquet d'ondes) et donc en énergie. Enfin, bon, c'est un détail.

mais évidemment il y a toutes les chances que le gamma poursuive son chemin.

Et ça aussi j'oubliais. Je suis vraiment fatigué de ces temps ci.

Désolé Daniel

[Daniel1958]

Ben là j'ai là j'ai la solution claire et nette. Après tous les autres phénomènes interférant doivent bien sûr être pris en compte.

Si l'atome est ionisé, l'excès d'énergie du photon se retrouve dans l'énergie cinétique de l'électron. Il suffit donc d'avoir une énergie supérieure ou égale à l'énergie d'ionisation de l'électron en question.
Par contre pour un changement d'état (sans ionisation) il faut l'énergie exacte (enfin, presque exacte, il y a une "largeur naturelle" des raies spectroscopiques due au principe d'incertitude, plus une largeur due à l'effet Doppler et l'agitation thermique qui masque généralement la largeur naturelle).

Quand je parle de niveau énergies discrets je pensais à la constante de Planck qui ne peut être multipliée par des entiers naturels. Après au niveau des fréquences je ne connais l'intervalle minimum entre les fréquences par catégorie au niveau du spectre électromagnétique. J'aurais dû dire discontinue.

Pour reparler de la physique quantique. On a un livre de cours qui montrent des phénomènes expérimentaux associés à des maths. Mais à priori personne ne peut expliquer la superposition d'états de l'électron. Les théories de bases sur la nature même de la physique quantique sont très divergentes. Mais les expériences et la théorie globale sont irréprochables.
Ah je reviens poser ma sempiternelle question ?

C'est une expérience de pensée simple dans un cache à deux fentes j'envoi des electrons. Mais comme je suis obtus j'ai mis un détecteur derrière chacune des deux fentes. Que va-t-il se passer. Un professeur de physique connu m'a répondu

je ne sais pas il faudrait faire l'expérience et mesurer

Ce n'est pas une expérience difficile à monter, je suis étonné qu'elle n'ait pas été montée . Car on peut penser trois choses sur l'écran cible : Rien, un écran marqué par des gerbes d'électrons ou des franges d'interférence ?
Quel est votre avis ?

Cela rajouterai du mystère à la physique quantique si l'écran cible n'était pas impacté (ou sont passés les electrons ?).

[Deedee81]

Pour reparler de la physique quantique. On a un livre de cours qui montrent des phénomènes expérimentaux associés à des maths.

Il y a quand même des règles faisant le lien entre les grandeurs physiques et les grandeurs mathématiques. Par exemple, dans les postulats, celui des valeurs propres.
On ne fait pas ça n'importe comment !!!!!

Mais à priori personne ne peut expliquer la superposition d'états de l'électron.

La physique ou la science ne dit pas "pourquoi les choses sont ainsi" (ça c'est plutôt du ressort de la philosophie). Elle ne fait que décrire les choses.
Ceci dit la superposition d'états est assez évidente quand on considère la description ondulatoire des états quantiques (le principe de superposition existait bien avant la physique quantique d'ailleurs).
C'est d'autant plus logique quand on considère la théorie quantique des champs ou le théorème de Malament ou encore les transformations de Bogoliubov qui montrent que les objets fondamentaux sont les champs (les ondes) et pas les particules

Les théories de bases sur la nature même de la physique quantique sont très divergentes. Mais les expériences et la théorie globale sont irréprochables.

Quelles théories de base ???? J'ai jamais entendu parler de ça.
(Pour moi la nature des choses c'est les choses et basta.)
(et je n'ai pas trouvé ces "théories de base" avec google)

Et c'est quoi la théorie non globale ?????
(vu que tu parles de théorie globale)

C'est une expérience de pensée simple dans un cache à deux fentes j'envoi des electrons. Mais comme je suis obtus j'ai mis un détecteur derrière chacune des deux fentes. Que va-t-il se passer. Un professeur de physique connu m'a répondu
Ce n'est pas une expérience difficile à monter, je suis étonné qu'elle n'ait pas été montée .

Il sort d'où lui ???? Bien sûr que cela a déjà été réalisé, avec même différents dispositifs assez astucieux comme celui de Afshar qui a fait couler pas mal d'encre.

Car on peut penser trois choses sur l'écran cible : Rien, un écran marqué par des gerbes d'électrons ou des franges d'interférence ?

Plus d'interférence. On peut même s'amuser à faire varier les détections pour essayer de perturber le moins possible l'électron. Et là, lorsqu'on n'arrive plus à dire avec certitude par où passent les électrons.... les franges d'interférences commencent à réapparaitre Feynman a bien décrit tout ça dans son cours de mécanique quantique. En plus c'est extrêmement abordable avec quasiment pas de math.
https://www.feynmanlectures.caltech.edu/III_toc.html
(je n'ai pas le lien mais ça existe aussi en accès libre en français)

J'avais trouvé ça extraordinaire dans ma jeunesse (Feynman fut un pédagogue de génie).

Quel est votre avis ?

Ce n'est pas mon avis. C'est ce que dit la théorie.... et l''expérience.
La physique n'est pas affaire "d'opinions" !!!!!

Cela rajouterai du mystère à la physique quantique si l'écran cible n'était pas impacté (ou sont passés les electrons ?).

Ah s'ils sont trop déviés ou absorbés, là bien sûr, on voit plus rien
Mais ça n'a rien de mystérieux.

Tu veux du mystérieux ? L'expérience de Hardy avec électrons et positrons : si les deux ne s'annihilent pas (pas d'interaction) les interférences disparaissent. Donc là c'est l'absence de détection qui détruit les franges. Y a vraiment qu'en MQ qu'on peut avoir des trucs de ouf comme ça

https://insidetheperimeter.ca/fr/har...xperimentally/
(et dans ma série youtube, vers la fin d'ailleurs, je présente ce "paradoxe" et son explication)

Idem (là ça n'a pas été réalisé) : avec les mesures dites "sans interaction" (ça, ça été fait) : savoir par où passe l'électron dans Young. Ca doit détruire les interférences sans même interagir avec l'électron !!!!!

[coussin]

Après au niveau des fréquences je ne connais l'intervalle minimum entre les fréquences par catégorie au niveau du spectre électromagnétique. J'aurais dû dire discontinue.

La fréquence est une variable continue. Il n'y a pas "d'intervalle minimum"...

[Deedee81]

Et pour un ensemble de N photons de fréquence nu, l'énergie est N.h.nu (donc on peut multiplier par un nombre entier.... mais je pense que Daniel voulait dire autre chose).

Bon, ce sera pour demain. Bonne soirée

[Daniel1958]

merci

Donc je peux avoir 0,01 Hertz ?

[coussin]

merci

Donc je peux avoir 0,01 Hertz ?

Théoriquement, oui.
De manière pratique, je ne pense pas qu'il existe un processus physique ou un appareil produisant des ondes EM à cette fréquence.

[Archi3]

bah si, un objet magnétisé tournant avec une période de 100 s , par exemple une étoile à neutron assez vieille