Deux reportages ( mais sur le même sujet ), pour égayer vos neurones sur un sujet très intéressant: la dualité ondulo-corpusculaire.
Ca au moins , ça remonte le moral
Bon, alors c'est koâ la lumière ?
A la fin du 17ème siècle, Newton avait suggéré que la lumière puisse être constituée de petites particules, se répandant dans l'espace à très grande vitesse, rebondissant sur les autres objets, et détectées par nos yeux. Son rival traditionnel, Robert Hooke, quant à lui, postulait que la lumière était une sorte de mouvement ondulatoire, comme le son.
Pour apprécier ce point de vue, examinons la nature du son.
Le son était déjà assez bien compris des Grecs anciens. La chose essentielle qu'ils avaient compris, est qu'il est produit par des vibrations, comme les cordes d'une guitare, les cloches ou les membranes d'un tambour.
Leur explication était que la membrane vibrante du tambour, par exemple, poussant et tirant alternativement l'air environnant, transmettait à celui-ci des ondes de compression et de décompression, comme les cercles des rides crées par une perturbation à la surface d'un lac. En atteignant l'oreille, ces ondes poussent et tirent le tympan avec la même fréquence (c'est à dire le même nombre de poussées par seconde) que celle de la source d'origine, et les nerfs transmettent depuis l'oreille jusqu'au cerveau, à la fois l'intensité (le volume) et la fréquence (la hauteur : grave ou aiguë) de cette vibration.
Il existe deux propriétés particulières des ondes qui méritent d'être mentionnées ici.
La première est appelée interférence, plus facile à expliquer avec des ondes à la surface de l'eau. Si vous plongez deux tiges dans une cuvette d'eau, à quelques dizaines centimètres de distance environ l'une de l'autre, touchant juste la surface, et que vous les faites vibrer à la même fréquence, afin obtenir deux ensembles de rides circulaires en expansion, vous remarquerez que, là où deux rides se superposent, des configurations assez compliquées d'ondes se forment.
Aux endroits où les crêtes des vagues issues des deux sources arrivent en même temps, les ondes travaillent ensemble et l'eau sera très agitée, mais aux endroits où la crête d'une vague issue d'une source, arrive en même temps que le creux de la vague produite par l'autre les ondes s'annulent et l'eau reste calme. Cet effet s'applique pour tous les types d'ondes, y compris les ondes sonores.
En jouant une note unique au moyen d'une installation stéréophonique et en vous déplaçant dans la pièce vous pourrez entendre de grandes variations dans l'intensité du son. Evidemment les réflexions sur les murs compliquent ce schéma et lors de l'écoute d'un morceau les différentes fréquences (ou notes) ont leurs points de repos en différents endroits de la pièce.
La seconde propriété est la diffraction : les hautes fréquences émises par les haut-parleurs d'aigus sont beaucoup plus directives que les basses fréquences des haut-parleurs de basse. L'endroit ou vous placez dans la pièce le haut-parleur de basse n'a pas d'importance : de toutes façons, le son vous entourera, en d'autres termes, l'onde sera trés diffractée D'autre part, il est difficile d'obtenir un haut-parleur d'aigu qui étale les notes aiguës dans l'espace. Donc plus la fréquence est grande, moins l'onde sera diffractée.
La lumière est-elle une onde ?
En conservant à l'esprit ce qui vient d'être dit, reposons la question de savoir si la lumière est un flot de corpuscule ou bien une sorte d'onde.
L'argument intuitif le plus fort pour une description corpusculaire, est que la lumière se déplace de façon rectiligne. Vous pouvez entendre derrière un coin, au moins jusqu'à un certain point, mais vous ne pouvez sûrement pas voir. En outre, aucun effet du type "interférence" n'est très évident pour la lumière.
En définitive, on sait depuis longtemps que les ondes sonores sont des ondes de compression / décompression ayant l'air pour support, alors si la lumière est une onde de quelle nature sont ces ondes ?
Il à été établi, au début du 19éme siècle, que la lumière est une sorte d'onde. La raison pour laquelle ce fait est resté aussi longtemps indécelé est que la longueur d'onde (l'inverse de la fréquence) de la lumière est vraiment courte : environ 50 millionnième de centimètres. Pour comparer, la longueur d'onde sonore la plus courte détectable par un être humain, est d'environ un centimètre. Le fait que la lumière se déplace en ligne droite est en accord avec les observations à propos du son, selon lesquelles plus la fréquence est grande (et donc plus la longueur d'onde est petite) et plus la tendance à se déplacer en ligne droite est marquée, ce fait est à rapprocher du paragraphe expliquant la diffraction.
De la même façon, les situations d'interférence, pour les ondes sonores ou les rides à la surface d'une mare, mettent en jeu des distances qui varient de la même façon que les longueurs d'ondes impliquées : ces situations d'interférence ne seront normalement guère visibles pour la lumière car intervenant dans des zones de très petite taille.
En fait, il existe des moyens de mettre en évidence des effets d'interférences lumineuse. Un exemple familier est donné par les multiples couleurs que l'on voit souvent sur les surfaces d'une bulle de savon : Elles apparaissent, car lorsque vous regardez une bulle de savon, vous voyez la lumière réfléchie par les deux faces d'une très mince lame d'eau, (d'épaisseur voisine de la longueur d'onde de la lumière). En comparaison avec la lumière réfléchie par la face avant, la lumière réfléchie par la face arrière de la lame d'eau doit parcourir une distance un peu plus grande pour atteindre vos yeux, aussi l'onde lumineuse doit-elle osciller une fois de plus ou deux avant d'être vue. Ce que vous voyez en réalité est la somme des lumières réfléchies par les deux faces avant et arrière.
Pensons cela maintenant comme la somme d'un ensemble de deux ondes, la lumière sera brillante si la crête des deux ondes arrivent ensemble, sombre si les crêtes des ondes réfléchies par la face avant arrivent simultanément avec les creux des ondes réfléchies par la face arrière. Le fait que l'une au l'autre de ces deux possibilités se réalise ne dépend que de la différence des trajets que la lumière doit parcourir selon qu'elle est réfléchie par la face avant ou la face arrière, de l'angle de réflexion et de la minceur de la lame.
Supposez maintenant que nous éclairions la lame avec de la lumière blanche, formée de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel, chacune des couleurs a une longueur d'onde différente, selon l'angle sous lequel nous regardons la bulle de savon, certaines couleurs sont réfléchies brillamment (les crêtes arrivent ensemble, on dit qu'il s'agit d'interférences constructives, d'autre sombrement (interférence destructive) : Nous verrons les premières..
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Deuxième reportage
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D'après la théorie de la relativité, toute particule d'énergie E véhicule une impulsion p = E/c, où c est la vitesse de la lumière. Or pour un photon de fréquence 'nu' on a E = h×'nu', où h désigne la constante de Planck. On peut donc aussi écrire p×c = h×'nu', et comme par définition 'lambda' = c/'nu', impulsion p et longueur d'onde lambda sont liés par la relation p = h/'lambda'. Ce raisonnement s'applique évidemment aux photons, mais quand est-il des particules de matières où l'impulsion peut être définie comme le produit de la masse par la vitesse: p = m×v? Eh bien aussi incroyable que cela puisse paraître, la relation s'applique aussi aux électrons, aux protons ou aux neutrons, et tu peux donc écrire lambda = h/mv.
En d'autres termes dès qu'un objet acquiert une certaine vitesse, on peut définir une longueur d'onde matérielle égale au rapport de la constante de Planck par l'impulsion acquise. Oui, pas la peine de cligner des yeux, toi assis sur ta chaise, tu es complètement assimilable à un vulgaire paquet d'ondes s'agitant dans l'espace et dans le temps. Inutile de te dire que lorsque Louis De Broglie traita de paquets d'ondes tout son jury de thèse (parterre de personnalités scientifiques très éminentes), sa démonstration fut très froidement accueillie et on lui refusa évidemment les félicitations du jury à la fin de la soutenance. Ne t'inquiètes surtout pas pour lui, car il se consola bien vite quelques années plus tard quand il reçut le prix Nobel de physique pour avoir osé émettre une telle hypothèse à une époque où toutes les expériences contredisaient un tel point de vue. Comme toujours en pareil cas les expériences furent refaites et donnèrent raison à De Broglie. Aujourd'hui, les ondes de matière sont utilisées de manière routinière par tous les physiciens et les chimistes dans les microscopes électroniques ou via la diffraction des neutrons afin de sonder la matière à l'échelle du nanomètre, et de voir enfin les atomes et les molécules
A cause des phénomènes d'interférences, les ondes sont les meilleurs candidates pour expliquer l'origine des relations d'incertitudes, base de la mécanique quantique. Considères en effet une onde parfaitement périodique se reproduisant identique à elle-même en tout point de l'espace. Sa longueur d'onde lambda = h/p et son impulsion sont donc parfaitement connues (delta p = 0). Si tel est effectivement le cas, tu conviendras qu'il est absolument impossible de savoir où l'onde débute et où elle s'achève. En conséquence si delta p = 0 alors delta x = infini:
Prends maintenant une particule dont tu connaîs parfaitement la position (delta x = 0). Que peux tu dire de sa longueur d'onde? Eh bien elle est forcément complètement indéterminée (delta p = infini). En effet si tu sommes un grand nombre d'ondes ayant des longueurs d'onde différentes, tu obtiens un pic d'autant mieux défini que le nombre de longueurs d'onde utilisées dans la sommation est grand. Ceci provient du fait que toutes les ondes s'additionnent en un point donné et se détruisent par interférences dès que l'on s'éloigne de ce point. Les ondes satisfont donc de manière naturelle à la relation d'incertitude deltat p×delta x >= h, et c'est la raison pour laquelle la mécanique quantique est aussi appelée mécanique ondulatoire.
La prochaine fois, je vous parlerais du chat de Schrödinger ( un matou mort-vivant )
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Le poète et le rêveur voyent des univers au dela des dimensions connues, mais seul le poète peut transmettre la beauté qu'il y voit.
<font size=-1>[ Ce Message a été édité par: Gunsmith bob le 2002-09-19 08:58 ]</font>
.... Putain j'ai dit une larme 
... ouai je prefere !!! faut les mater ces smyleys !!!!
... oui un chat qui fait raouhhhh c'est pas commun mais on a pas de smyleys qui representent un tigre ... alors une vache, un lapin ou un pinguoin ... heu non merci 
la qestion est pourquoi ?
Méchant? moi ???
