[PDF] Chapitre 5.2 – La nature corpusculaire de la lumière





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Chapitre 5.2 – La nature corpusculaire de la lumière

Représentation artistique d'un photon. Avec l'équivalence masse-énergie on peut maintenant définir la quantité de mouvement p comme étant la quantité d'énergie 



1 Probl`eme 1

Calculer la quantité de mouvement des photons de longueur d'onde de 750 nm et de 350 nm. `A quelle vitesse a) un électron et b) une molécule de dihydrog`ene 



I. Quelques rappels

avec p la norme de la quantité de mouvement et m la masse au repos de la particule donne pour le photon de masse nulle E2 = p2c2



QUANTITÉ DE MOUVEMENT ET COLLISIONS : CORRECTIONS

Les atomes de sodium de masse atomique m = 23 g et de vitesse initiale v0 = 300 m/s absorbent un photon de longueur d'onde 0.6 µm toute les 3 µs. Que vaut R ?



Le rayonnement X.pdf

(V vitesse de la particule mV quantité de mouvement) par le freinage



Approche Documentaire : - Les inégalités de Heisenberg

il existe une incertitude sur la quantité de mouvement du photon en projection sur l'axe de l'ordre de : Page 2. 2. Cela signifie que suite au passage par la 



Chapitre 1

Pour analyser le comportement ondulatoire d'un seul photon nous pouvons construire particules transportant une quantité de mouvement p pouvaient être.



Chapitre 12 :Lénergie électromagnétique

Cette formule est valable aussi en ARQP magnétique. - De façon analogue on aura Un volume ?d de photons a une quantité de mouvement pd.



Effet Compton

Etat initial : Photon Quantité de mouvement p1 = h / ?. Energie E1 = h? = h.c / ?. Electron Quantité de mouvement p2 = 0. Energie E2 = mc2.



Force et quantité de mouvement

13 févr. 2007 FORCE ET QUANTITE DE MOUVEMENT ... le photon est une particule de masse nulle de vitesse c dans le vide dans tous les référentiels.



[PDF] 1 Probl`eme 1 - Chm Ulaval

1 1 ´Enoncé Calculer la quantité de mouvement des photons de longueur d'onde de 750 nm et de 350 nm `A quelle vitesse a) un électron et b) une molécule de 



[PDF] Le photon et la th eorie quantique du rayonnement

Lorsque le photon est absorbé celui-ci c`ede `a la fois son énergie (ce qui chauffe le milieu absorbant) sa quantité de mouvement (se traduisant par le 



[PDF] Chapitre 52 – La nature corpusculaire de la lumière - Physique

La quantité de mouvement du photon En 1905 Albert Einstein a réactualisé la notion corpusculaire de la lumière en introduisant la notion de photon comme 





[PDF] QUANTITÉ DE MOUVEMENT ET COLLISIONS : CORRECTIONS

Quantité de mouvement et collisions : corrections 2013-2014 en termes de photons et d'atomes Un photon est une particule possédant une énergie Eph = h?



[PDF] 2 Principes de base de la mécanique quantique - EPFL

p: quantité de mouvement de la particule h: constante de Planck (h = 6 63 x 10-34 Js) m: masse de la particule v: vitesse de la particule



[PDF] Effet Compton

Etat initial : Photon Quantité de mouvement p1 = h / ? Energie E1 = h? = h c / ? Electron Quantité de mouvement p2 = 0 Energie E2 = mc2



[PDF] I Quelques rappels

avec p la norme de la quantité de mouvement et m la masse au repos de la particule donne pour le photon de masse nulle E2 = p2c2 d'où p = E/c



[PDF] Équation de Schrödinger - Frédéric Legrand

Le quantum d'énergie de valeur E est appelé photon Dans certaines expériences les photons se comportent comme des particules qui ont l'éner- gie E ci-dessus 

On peut donc utiliser la formule ???? = ???? ? ???? ???? pour déterminer la quantité de mouvement totale, ???? , des photons, où ???? est le nombre de photons, ? est la constante de Planck, ???? est la fréquence des photons, et ???? est la vitesse de la lumière.
  • Comment calculer un photon ?

    La vitesse d'un photon étant égale à c, on a donc p = mc = h?/c d'où m = h?/c2. Qui a dit que la masse du photon était nulle En passant, notons que c'est Louis de Broglie qui a proposé le premier ce calcul. On peut d'ailleurs retrouver cette formule en égalant E = mc2 = h?
  • Comment calculer la masse d'un photon ?

    �� est égal à ?�� divisé par ��, où �� est l'énergie du photon, ? est la constante de Planck, �� est la célérité de la lumière dans l'espace libre et �� est la longueur d'onde du photon. Puisqu'on a ��, ? et �� et qu'on cherche ��, on doit réarranger cette formule en multipliant les deux membres par �� divisé par ��.
  • Comment calculer longueur d'onde d'un photon ?

    La première image que l'on a du photon est la « bille de lumière », la lumière serait composée de grains qui voyageraient à 299 792 458 m/s (Vitesse de la lumière). Dans ce modèle, un flux d'énergie lumineuse donné est décomposé en billes dont l'énergie dépend de la longueur d'onde ? et vaut h.
Chapitre 5.2 – La nature corpusculaire de la lumière Référence : Marc Séguin, Physique XXI Tome C Page 1

Note de cours rédigée par : Simon Vézina

Chapitre 5.2 La nature corpusculaire de la lumière

La quantité de mouvement du photon

En 1905, Albert Einstein a réactualisé la notion corpusculaire de la lumière en introduisant la notion de photon comme étant la particule amp électromagnétique. Puisque le photon est une particule, on peut lui attribuer une quantité de mouvement même si le photon ne possède pas de masse. -énergie, on peut maintenant définir la quantité de mouvement p comme

étant la

E transportée dans un mouvement ce qui peut être appliquée à un photon c Ep où p : Quantité de mouvement du photon ( m/skg E : Énergie électromagnétique transportée par le photon (J) c : Vitesse de la lumière ( m/s1038 c

Preuve :

e particule, évaluons la relation existante particule sans masse :

42222cmcpE

222cpE

(Masse du photon nulle, 0m pcE (Appliquer une racine carrée de chaque côté) c Ep (Isoler p)

La voile photonique

La découverte de la quantité de mouvement du photon a permis à : la voile photonique. Basée sur la navigation maritime1, les collisions entre les photons et une voile permettraient par conservation de quantité de mouvement de propulser un vaisseau spatial. Les étoiles seraient alors la source du vent solaire.

Voile photonique.

1 Référence : Marc Séguin, Physique XXI Tome C Page 2

Note de cours rédigée par : Simon Vézina

Let quantité de mouvement

et la quantité de mouvement p constante de Planck h de la façon suivante : p hO où p : Quantité de mouvement du photon ( m/skg h : Constante de Planck ( sJ1063,634u icvK Rp R B Bp

Preuve :

photon : cEp/ chfp/ hfE phfc// (Isoler c / f) ph/O

Ŷ (Remplacer

fc/O

La diffusion

La diffusion (scattering) est la déviation que subit une radiation (lumière, ondes, particules)

initialement rectiligne vers une ou plusieurs directions.

Diffusion réflexive :

Diffusion qui respecte la loi de la réflexion .

Diffraction :

Diffusion dans plusieurs directions dont la distribution angulaire dépend de la géométrie de la matière causant la diffusion.

Interaction :

Diffusion causée par une interaction fondamentale (électromagnétique, nucléaire, faible) où il y a

entre la radiation et le milieu en interaction. Référence : Marc Séguin, Physique XXI Tome C Page 3

Note de cours rédigée par : Simon Vézina

Les deux pics dans la diffusion de Compton

À partir de rayons X orientés sur un cristal de carbone, nous pouvons analyser la distribution spectrale des

rayons diffusés.

Observations :

mesurer dans plusieurs directions (0o,

45 o, 90 o et 135 o) où la lumière incidente

au cristal sera déviée.

Le premier pic correspond à la

Le deuxième pic correspond à

avec des électrons faiblement liés des atomes portant le nom de " diffusion

Compton ». Il y a changement de

Ȝ (donc

lumière moins énergétique).

Plus le dispositif est orienté pour mesurer

une forte déviation, plus le 2e pic sera à

Bien que la distribution énergétique de la

lumière déviée sous plusieurs longueurs le de déviation, ce cours.

La diffusion de Compton permettra

uniquement la nature des deux pics pourrait expliquer la présence des autres : interaction noyau-lumière). Référence : Marc Séguin, Physique XXI Tome C Page 4

Note de cours rédigée par : Simon Vézina

Le comportement corpusculaire du

furent vérifiés expérimentalement en 1923 par Arthur Holly Com la diffusion du photon sur un électron. Cette expérience appelée " effet

Compton » met en lien le photon

en collision avec un électron libre (ou très faiblement lié à un atome). La perte d se résulte en une augmentation de la du photon (diminution de la fréquence). Compton fut récompensé par le prix Nobel de physique en 1927 pour cette découverte.

A.H. Compton

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