Propagation d'une onde dans le vide

[titijoy3]

en parlant d'ondes dans le vide, les ondes gravitationnelles sont bien des ondes et se propagent dans le vide (ou ce qu'on appelle le vide, +1 Henrix) ou bien je dis une co....rie ?
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[gts2]

Une onde c'est la propagation dans l'espace d'une perturbation (ici le champ électromagnétique).

Sinon la question que tu poses, intéressante en soi, est comment on est passé de l'ém du XIXème à l'interprétation que l'on en fait aujourd'hui, mais, justement, dans l'interprétation que l'on en fait aujourd'hui, il ne reste rien des nids d'abeille de Maxwell, il reste uniquement les équations qui sont "plus fortes" que l'interprétation qui leur ont donné naissance.

[Nekama]

Une onde c'est la propagation dans l'espace d'une perturbation (ici le champ électromagnétique).

Cette définition me semble un peu légère. Une boule de feu y répondrait.
Une onde est la propagation d'une perturbation *du milieu dans lequel elle se déplace*

Les ondes gravitationnelles (qui se déplacent dans le vide) sont des perturbations de l'espace-temps.
(A titre personnel, je ne comprends pas ce qu'est l'espace temps. Cela ressemble beaucoup à l'Ether au final.)

Sinon la question que tu poses, intéressante en soi, est comment on est passé de l'ém du XIXème à l'interprétation que l'on en fait aujourd'hui, mais, justement, dans l'interprétation que l'on en fait aujourd'hui, il ne reste rien des nids d'abeille de Maxwell, il reste uniquement les équations qui sont "plus fortes" que l'interprétation qui leur ont donné naissance.

Si *des* équations peuvent parfois être plus fortes, comme cela aurait pu être le avec Maxwell pour les équations d'onde, ce n'est pas le cas ici justement.
L'extrapolation au vide du modèle de Maxwell réclame un Ether XOR (une réinterprétation et la RR et...).

C'est peut être de l'épistémologie mais il faudrait aussi que tout le monde relise la question initiale qui est posée.
Et la réponse que les deux champs E et B "s'auto-alimente[rait]nt" dans un contexte d'onde elm est fausse pour répondre à cette question.

[gts2]

L'extrapolation au vide du modèle de Maxwell réclame un Ether.

Cela c'est la vision fin XIXème.
Aujourd'hui les équations de Maxwell de base sont celles dans le vide : ce sont elles qui servent en électrodynamique quantique, et en physique classique on déduit les équations dans les milieux des équations dans le vide.

[Nekama]

Tout à fait mais un photon n'est pas une particule fondamentale comme les autres.
Sans rentrer dans les détails, il est difficile (voire impossible...) de définir proprement une fonction d'onde pour un photon. Un photon n'obéit pas à l'équation de Schrödinger mais aux équations de Maxwell. Ce qui ressemble le plus à sa "fonction d'onde" est donc la distributions de champs EM donnée par les équations de Maxwell et celles-ci sont bien des équations d'ondes (en prenant le rot du rot).

Oui. Les photons n'obéissent pas à Schrödinger et on ne peut pas comparer aussi vite que je ne l'ai fait aux électrons.
Mais les photons n'obéissent pas plus à Maxwell que les électrons à Newton.

Les ondes ELM sont un concept macroscopique et le modèle de Maxwell ne peut expliquer leur propagation dans le vide qu'avec un Ether.
Il est faux de vouloir expliquer leur propagation dans le vide avec des concepts liés à Maxwell.

Les équations de Maxwell peuvent se redémontrer à partir de la loi de Cb et de la RR.
Les photons sont des particules qui sont le vecteur intermédiaire de l'interaction entre charges et "traduisent" la quantification de cette interaction.

Pour que ce soient des ondes, il faut un milieu et il faut que les photons traduisent la propagation d'une perturbation dans ce milieu.

[Nekama]

Cela c'est la vision fin XIXème.
Aujourd'hui les équations de Maxwell de base sont celles dans le vide : ce sont elles qui servent en électrodynamique quantique, et en physique classique on déduit les équations dans les milieux des équations dans le vide.

C'est bien de ces équations là (Maxwell XIXe) dont on parlait depuis le début au vu des réponses qui ont été données à la question initiale.
On parlait d'onde. Depuis le début du XXe, on parle de photons.

Les équations de Maxwell se démontrent à partir de Cb et de la RR et elles permettent de formaliser les choses.
Mais ce n'est pas le modèle de Maxwell et ce ne sont pas des ondes.
Et on ne doit pas faire d'interprétation physique avec ce modèle comme cela a été fait.

[Nekama]

Cela c'est la vision fin XIXème.
Aujourd'hui les équations de Maxwell de base sont celles dans le vide : ce sont elles qui servent en électrodynamique quantique, et en physique classique on déduit les équations dans les milieux des équations dans le vide.

Tu as de nouveau tronqué ma réponse : "L'extrapolation au vide du modèle de Maxwell réclame un Ether XOR (une réinterprétation et la RR et...)."
C'est la deuxième fois.

[gts2]

Tu as de nouveau tronqué ma réponse : "L'extrapolation au vide du modèle de Maxwell réclame un Ether XOR (une réinterprétation et la RR et...)."
C'est la deuxième fois.

Parce que "XOR (une réinterprétation et la RR et...)" répond parfaitement à la question posée au message #1.

[Nekama]

Parce que "XOR (une réinterprétation et la RR et...)" répond parfaitement à la question posée au message #1.

Je ne suis pas sur que la mauvaise foi soit très constructive ici.
Tu es (à nouveau) dans une argumentation strawman.

Bonne semaine.

[ThM55]

C'est plus subtil que cette vue simpliste qui considère les ondes exclusivement comme des phénomènes collectifs dûs à un grand nombre de photons. C'est simplement faux. L'aspect ondulatoire est bien présent même quand le champ est dans un état à un seul photon, comme je l'ai signalé et cela est bien confirmé par les expériences. Déjà en 1905, Einstein avait détecté cette dualité quand il écrivait pour l'entropie du rayonnement (selon Planck) une somme d'un terme de nature ondulatoire et un autre de nature corpusculaire, bien distincts.

[coussin]

Oui. Les photons n'obéissent pas à Schrödinger et on ne peut pas comparer aussi vite que je ne l'ai fait aux électrons.
Mais les photons n'obéissent pas plus à Maxwell que les électrons à Newton.

Ah bon ?!
Et tous ces expérimentateurs d'optique quantique, sur quoi se basent-t-ils pour choisir leurs fibres optiques, miroirs, lames separatrices...
Puisque selon vous, ces photons sont des entités tellement bizarres, on ne sait même pas à quelles équations ils obéissent ? C'est un miracle qu'on sachent faire des expériences avec

[Nekama]

C'est plus subtil que cette vue simpliste qui considère les ondes exclusivement comme des phénomènes collectifs dûs à un grand nombre de photons. C'est simplement faux. L'aspect ondulatoire est bien présent même quand le champ est dans un état à un seul photon, comme je l'ai signalé et cela est bien confirmé par les expériences. Déjà en 1905, Einstein avait détecté cette dualité quand il écrivait pour l'entropie du rayonnement (selon Planck) une somme d'un terme de nature ondulatoire et un autre de nature corpusculaire, bien distincts.

Bravo. Affirmer qu'Einstein pense la même chose que soi pour lui faire valider ce qu'on dit mais en en détournant le sens, c'est 30 points au Crackpot index de Baez...

L'article auquel ThM55 fait référence est : A. Einstein, 'The Development of Our Views on the Composition and Essence of Radiation', 1909.

Il oublie étonnement (?) son introduction : When light was shown to exhibit interference and diffraction, it seemed almost certain that light should be considered a wave. Since light can also propagate through empty space, one had to imagine a strange substance, an ether, that mediated the propagation of light waves. Since light also propagates in material objects, one had to assume that this ether was also present in material objects, and was chiefly responsible for the propagation of light in material objects. The existence of the ether seemed beyond doubt. (...) Today, however, we regard the ether hypothesis as obsolete. A large body of facts shows undeniably that light has certain fundamental properties that are better explained by Newton's emission theory of light than by the oscillation theory. Et plus loin : "The greatest advance in theoretical optics since the introduction of the oscillation theory was Maxwell's brilliant discovery that light can be understood as an electromagnetic process. This theory replaces mechanical quantities (the deformation and velocity of the ether's parts) with the electromagnetic state of the ether and the material under consideration."

-> "Le modèle purement ondulatoire de Maxwell, et non corpusculaire est tombé à l'eau avec l'impossibilité de mettre en évidence l'Ether et avec la découverte de mécanismes comme l'effet photo-électrique..."

Mais l'article en question parle également des mécanismes d'émissions (et pas de propagation...).
Dans la formule qui donne "Δ²" (...) qui n'est pas l'entropie comme le pense ThM mais "the magnitude of the motion communicated to the plate in time t by irregular variations in the radiation pressure" (qui est très proche de la longueur de cohérence d'un paquet d'ondes),

l'auteur écrit : "In trying to understand this expression, one notices at once that it is the sum of two terms. It is as if two independent causes were working to produce variations in the radiation pressure. One can conclude from the fact that Δ2 is proportional to A that the pressure variations for two neighboring regions are completely independent of each other, if the regions have dimensions large compared to the wavelength of the reflection frequency ν. The second term of the expression for Δ2 can be explained by the oscillation theory. According to that theory, light rays of slightly different direction, frequency and polarization interfere with one another; variations in the radiation presure correspond to uncorrelated occurrences of interference in the whole. Simple dimensional analysis shows that this variation must be of the form of the second term of our formula. Clearly, the oscillatory structure of radiation does indeed give rise to variations in the radiation pressure, as predicted."

Cela n'a pas de lien avec l'idée que le rayonnement électromagnétique serait une onde. Cela affirme (ou rappelle) que des mécanismes ondulatoires sont attachés aux photons suite à leur mécanisme d'émission. (Et cela introduit le principe d'incertitude qui ne traite pas de la propagation mais de la nature des particules). Les propriétés ondulatoires qu'on retrouve attachées aux photons (comme à toute autre particule) n'ont ici aucun lien avec le caractère ondulatoire de leur propagation dans un Ether comme développé par Maxwell. C'est ce qui explique les propriétés ondulatoires de la lumière sans qu'elle ne soit une onde au sens de Maxwell.

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La réponse à la question initiale est donc que les ondes électromagnétiques se propagent dans le vide "tout simplement" parce que ce ne sont pas des ondes mais bien des particules élémentaires. Et macroscopiquement, elles se comportent comme des ondes et les équations de Maxwell "traditionnelles" sont correctes macroscopiquement à cause de (ou grâce) aux propriétés ondulatoires associées aux photons. Et on n'a pas un B qui entretiendrait un E et vice versa.

(On aurait aussi pu signaler à l'auteur de la question qu'une onde elm qui voyage dans un nuage d'électrons n'ira pas très loin...)

[Nekama]

Ah bon ?!
Et tous ces expérimentateurs d'optique quantique, sur quoi se basent-t-ils pour choisir leurs fibres optiques, miroirs, lames separatrices...
Puisque selon vous, ces photons sont des entités tellement bizarres, on ne sait même pas à quelles équations ils obéissent ? C'est un miracle qu'on sachent faire des expériences avec

Selon toi, les expérimentateurs d'optique quantique utilisent des équations du XIXe siècle qui ne sont pas quantiques... Libre à toi de le penser.

[coussin]

Ce n'est pas une question de "penser" quoi que ce soit. Suffit de cotoyer des expérimentateurs du domaine et d'avoir mis les pieds dans une salle de manip'

[GBo]

Hasard, une discussion (en anglais) sur le caractère intuitif ou pas de la dualité onde-corpuscule entre deux astrophysiciens, le vulgarisateur charismatique Neil deGrasse Tyson et Charles Liu qui vient de sortir un bouquin "The Handy Quantum Physics Answer Book" (dispo en kindle sur amazon.com par exemple).
https://youtu.be/L9ub_B71U0E

[ThM55]

Il y a aussi un article de blog de Matt Strassler qui parle de "wavicles": https://profmattstrassler.com/2024/0...-and-wavicles/

Ce mot est une contraction des mots anglais wave (onde) et particle (particule). On l'attribue souvent au prix Nobel Franck Wilczek mais il semble qu'Eddington l'ait utilisé longtemps avant lui. En français, comment le traduire?

1. Ondicule
2. Ondarticule
3. autrement?

[coussin]

Je crois avoir déjà entendu "ondicule" en français...

[gts2]

Bonjour,

Jean-Marc Lévy Leblond avait proposé quanton, mais cela n'avait pas accroché.

[un_copain]

Bonjour à tous

Je pense qu'on peut trouver une réponse assez simple à la question "comment une onde électromagnétique peut se propager dans le vide ?" en imageant le fonctionnement d'une antenne, c'est à dire d'un dipôle oscillant.

Une onde électromagnétique n'est rien d'autre qu'une perturbation du champs EM qui se propage.

On peut également remarquer que le champs EM n'a pas besoin d'un support pour s'exprimer :
si nous considérons deux particules chargées, dans le vide, le champs électrique de l'une va influencer l'autre (et vice versa), sans avoir besoin d'un support.

Maintenant, pour ce qui est de la création et la propagation de la fameuse perturbation, le modèle du dipôle oscillant est très visuel je trouve, et peut réponde à beaucoup de questions :
Les animations de cette vidéos font très bien le travail pour une compréhension classique : https://www.youtube.com/watch?v=FWCN_uI5ygY

[mik2000]

bonjour a tous et merci pour vos reponses,
@un copain : la video a l air bien je vais la voir des que je pourrais

bonne journee
Mik