Superposition d'ondes électromagnétiques

[curiossss]

Bonjour,

Il y a des questions de base que j'avais choisi d'ignorer en me contentant de me dire "C'est comme ça".
Mais plus j'avance et plus ces détails me chiffonnent. Comme par exemple la superposition de deux ondes lumineuses.

Lorsque deux ondes lumineuses interfèrent destructivement en un point que deviennent les photons ? Car si on plaçait une plaque photographique en cet endroit on ne capterait aucun photon. Pourtant l'énergie transportée par le rayon lumineux passe par là car les photons réapparaissent un peu plus loin lorsque les deux rayons lumineux ne sont plus en superposition destructive.

D'où ma question : comment est transportée l'énergie en cet endroit alors qu'il n'y a plus de photons (qui sont la particule de transport de l'énergie électromagnétique) ?
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[Gilgamesh]

Je déplace en Physique, je pense que c'est plus la place de cette question.

[Avatar10]

D'où ma question : comment est transportée l'énergie en cet endroit alors qu'il n'y a plus de photons (qui sont la particule de transport de l'énergie électromagnétique) ?

Quand deux ondes interfèrent destructivement, il y a une onde résultante, ce qui permet d'avoir pleins d'applications, dans pas mal de domaine, par ex les semi-conducteurs, ou en pharma, ect.

[Resartus]

Bonjour,
La MecaQ, c'est compliqué... et en particulier la dualité onde/corpuscule
La manière la plus compréhensible est de se dire que ce sont les champs électromagnétiques qui sont toujours là, et que leurs quanta (les photons) n'apparaissent que quand on les y oblige (par exemple contre une cible) et la probabilité que ce photon apparaisse sera proportionnelle à l'intensité du champ
Mais il restera toujours des aspects très contreintuitifs (par exemple l'intrication quantique)

[A voir en vidéo sur Futura]

[Garion]

On peut constater les interférences dans les fentes de young en envoyant les photons un par un (et même avec des molécules).
Il n'y a donc pas de disparition de photon, juste une modification de la probabilité de positionnement de chaque photon reçu sur le capteur.
Chaque photon ayant son onde qui interfère avec elle-même.

[curiossss]

Merci pour vos réponses.
Je comprends que le champ ne disparaisse pas.
Mathématiquement on représente une sinusoïde sur l'axe X variant en Y entre les amplitude +A été -A.
Ainsi si on superpose deux sinusoïdes décalées en phase de Pi, alors la somme donne Y=zéro partout sur l'axe X. Mais cela c'est parce qu'on a fait le choix de faire varier l'amplitude entre -A et +A. Si on avait choisi de la faire varier entre 0 et +2A la superposition des 2 sinusoïdes aurait donné +2A partout.
Ceci se rapproche mieux du fait que le 'champ' dans cette comparaison naïve ne disparaît pas. Le transport d'énergie (ce sont des ondes sinusoïdales progressives) se maintient.
La réalité physique des ondes électromagnétiques est plus compliquée que cet exemple mais cette comparaison a au moins le mérite pour moi de lever partiellement mon questionnement du premier message.

Mais à supposer qu'on parvienne à superposer parfaitement deux ondes électromagnétiques avec un décalage de phase de Pi (je ne sais pas si c'est possible, ni si cette superposition a un sens physique), quelles seraient les probabilités de détection d'un photon le long de l'axe X ? 0% ou 100% ?

Je suppose que la probabilité est de 100%, car si c'est 0% alors c'est qu'il n'y a plus de transport d'énergie ce qui est impossible (car ce sont les photons qui transportent l'énergie). C'est bien ça ?

[Avatar10]

La détection d'un photon serait nulle puisque l'amplitude de l'onde est nulle à cause de l'interférence destructive, la probabilité de détection à un endroit est proportionnelle à l'intensité de l'onde à cet endroit.

La superposition parfaite de 2 ondes avec un décalage de Pi est un idéal théorique, mais il ne faut pas oublier la pratique, à ce que je sais, c'est impossible (dispersion, milieu inhomogène, ect).

De plus il faut garder à l'esprit que la PhysQ est intrinsèquement probabiliste, donc le calcul de détection d'un photon à un endroit est une chose, mais le résultat réel en est une autre, et il est entaché d'une incertitude (indétermination de Heisenberg).

[coussin]

Obtenir des interférences destructives partout n'est pas possible ne serait-ce que par conservation de l'énergie.
Le phénomène d'interférences n'est qu'une redistribution spatiale de l'intensité. S'il y a une interférence destructive quelque part il faut qu'il y ait une interférence constructive autre part pour conserver l'énergie.

[curiossss]

Oui je comprends que l'exemple que j'ai proposé plus haut de deux ondes électromagnétiques s'annulant mutuellement tout le long de leur parcours ne doit pas correspondre à une situation physiquement possible.
Une comparaison qui vaut ce qu'elle vaut :
Les vagues dans les océans se propagent et se superposent par endroits mais jamais on n'aboutira à la situation que j'ai décrite. La physique, par construction, empêche cette situation. Les trains de vagues ne peuvent pas s'annuler mutuellement