Enter photosynthèse et Physique quantique...

[invite4b9cdbca]

Bonsoir !

Je suis en terminale S et cette année, mon sujet des TPE c'est : les varations de l'écosystème sous-marin.

En ce moment, je suis en plein dans la production et j'ai rencontré quelques soucis dus a des lacunes en science physique et surtout des petites connaissances sur la lumière a proprement parlé.

Tout d'abord, nous avons traité de l'énergie véhiculée par un photon dans une radiation (nous avons utilisé pour ce faire la formule : E=h.f, f etant la frequence de la radiation ). Nous avons aussi vu que les pigments photosynthétiques des plantes chlorophylliennes absorbaient certaines radiations, ce qui apportait l'énergie nécessaire à la photolyse de l'eau.

Ici se situe veritablement mon probleme : en effet, si nous traitons la question d'un point de vue corpusculaire, je ne vois pas du tout ce que deviennent les photons une fois qu'ils ont transmis l'énergie qu'ils transportaient aux plantes.

Il y a là indéniablement un transfert d'énergie, et si le photon perd en plus son énergie, etant donné qu'il n'a pas de masse, est-ce qu'il devient tout simplement immatériel? Ou alors disparait il? Si oui, comment?

Et lorsuqe j'essaie de traiter le sujet d'un point de vue ondulatoire (d'après la formule apprise depuis peu sur ce forum : E=pc) je ne comprends pas plus le probleme. En effet je ne sais absolument pas (malgré quelques recherches) à quoi correspond "p", qu'on m'a défini comme la quantité de mouvement du photon. Cette quantité de mouvement serait elle liée à l'amplitude et la fréquence de l'onde ?

Dernière petite interrogation qui a moins de rapport direct avec les TPE : la définition de la matière est "réalité constitutive des corps, douée de propriétés physiques". D'après cette définition, je ne suis plus sur que le photon peut être considéré comme de la matière. Il n'est le composant d'aucun corps (a moins qu'on ne considère les radiations lumineuses comme des corps) cependant il possède des propriétés physiques (notamment la capacité de véhiculer de l'énergie, et de créer un champ magnétique en tant qu'onde électromagnétique). Que penser?

Voile les quelques problemes auquel mon intelligence limité ne peut repondre seul. J'espere donc que vous pourrez m'aider.

Merci d'avance pour votre soutien et vos explications futures.

Kron.
05/02/2005
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[invite88ef51f0]

Salut,

et si le photon perd en plus son énergie, etant donné qu'il n'a pas de masse, est-ce qu'il devient tout simplement immatériel? Ou alors disparait il? Si oui, comment?

Le photon n'est que pure énergie. Lorsque cette énergie est absorbée le photon disparaît... Tu ne te demandes pas où est passé l'onde une fois absorbée, pour le photon c'est pareil.

point de vue ondulatoire (d'après la formule apprise depuis peu sur ce forum : E=pc)

Cette formule correspond encore à une vision corpusculaire. p est la quantité de mouvement du photon.
Mais il ne faut pas oublier que ta lumière n'est pas une onde OU un corpuscule, mais un peu des deux, c'est un objet quantique qui ne peut pas se réduire à une seule de ces deux visions.

je ne suis plus sur que le photon peut être considéré comme de la matière

En physique des particules, on classe les particules en 2 catégories : les bosons et les fermions (selon leur spin). Les fermions (dont les électrons, les quarks, les neutrinos, ...) sont ce qu'on appelle généralement la matière. Les bosons (photons, ...) sont des vecteurs des interactions fondamentales. Bon, c'est un peu grossier comme description, et on ne peut pas simplifier à "fermions=masse et bosons=énergie" (certains bosons ont une masse par exemple), mais l'idée est là...

[invitedebe9dfc]

Mais il ne faut pas oublier que ta lumière n'est pas une onde OU un corpuscule, mais un peu des deux, c'est un objet quantique qui ne peut pas se réduire à une seule de ces deux visions.

Salut tous,
Pour completer les dires de Coincoin, tu peux utiliser cette image :
Prends un cylindre,
Tu le regarde de face, tu voie quoi ???? Un rectangle.
Tu le regarde d'en haut, tu voie un cercle.
Donc, tu voie deux objets géométriques différents. Pourtant, c'est le même objet : un cylindre. Les bosons (dont, comme l'a dit Coincoin, le photon fait partis), c'est le cylindre : tu peux les voir ou comme des particules ou comme des ondes, pas les deux en même temps. Et pourtant, c'est les deux à la fois.


MKT.

[invite88ef51f0]

Les bosons (dont, comme l'a dit Coincoin, le photon fait partis), c'est le cylindre :

La dualité onde-corpuscule s'applique aussi aux fermions...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite4b9cdbca]

p est la quantité de mouvement du photon.

Merci... mais qu'est ce que cette quantité de mouvement? Comment la calcule t-on?

Mais il ne faut pas oublier que ta lumière n'est pas une onde OU un corpuscule, mais un peu des deux, c'est un objet quantique qui ne peut pas se réduire à une seule de ces deux visions.
En physique des particules, on classe les particules en 2 catégories : les bosons et les fermions (selon leur spin). Les fermions (dont les électrons, les quarks, les neutrinos, ...) sont ce qu'on appelle généralement la matière. Les bosons (photons, ...) sont des vecteurs des interactions fondamentales. Bon, c'est un peu grossier comme description, et on ne peut pas simplifier à "fermions=masse et bosons=énergie" (certains bosons ont une masse par exemple), mais l'idée est là...

Hmmm oki pour la lumière et sa dualité... mais au niveai des bosons et fermions je ne comprends pas... Tu dis que fermion=masse, mais la masse est une forme d'énergie, non? Et si un boson possède une masse, est il considéré comme un fermion? Desolé je suis lent a la detente et je comprends pas bien.

Merci.

[invite88ef51f0]

La quantité de mouvement pour un objet massique est donnée par p=mv. La loi de Newton te dit par exemple que la somme des forces est égale à la variation de la quantité de mouvement. Pour les photons qui sont sans masse, il faut utiliser E=pc (et E=hf). Pour la définition exacte, je laisse ceux qui s'y connaissent en relativité t'expliquer tout ça à base de tenseur énergie-impulsion...

Tu dis que fermion=masse

Je le dis mais je l'assume pas !!! Comme je l'ai dit, c'est très réducteur et faux de considérer ça. Disons plutôt que les fermions sont la matière et les bosons les interactions...

Et si un boson possède une masse, est il considéré comme un fermion?

Non... Un boson a par définition un spin entier, par opposition aux fermions qui ont un spin demi-entier. Il existe plusieurs bosons qui ont des masses, mais ne sont pas des fermions. La conséquence de la masse du boson est que l'interaction qu'il véhicule est de courte portée.

[invite4b9cdbca]

Ok merci beaucoup pour ces precisions.

bonne journée a tous.

Kron.