Je sais que de nombreuses questions sont similaires (peut-être identiques?). Je ne suis ni physicien ni étudiant – je suis simplement intéressé par la physique et jai regardé de nombreuses chaînes de physique sur youtube récemment pendant mon temps libre.
Voici une question (presque) identique: Pourquoi ne ‘ t que les ondes électromagnétiques nécessitent un support?
Voici une réponse à cette question:
Eh bien, je dirais que le champ électromagnétique est le milieu.
Je ne « Je ne comprends pas ça – Comment quelque chose peut-il être le support pour lui-même?
Les réponses à ces questions que je ne pense pas vraiment abordent des points spécifiques de confusion que je rencontre – alors je vais essayer de demander au question un peu différemment
Comment la lumière (ou le rayonnement électromagnétique) peut-elle traverser un vide alors quil ny a rien là pour agir comme un médium, et le faire pour toujours dans toutes les directions? Par exemple, la lumière provenant dune étoile à des millions dannées-lumière.
Avec leau, par exemple, il mest facile de voir comment une vague peut se disperser sur la surface dans toutes les directions et voyager aussi longtemps car lénergie de londe ne se dissipe pas. Les molécules de leau agissent comme milieu, oscillent et poussent toutes les molécules voisines provoquant un effet domino vers lextérieur.
Mais que fait la lumière?
Une pensée que jai eue est que si la lumière est faite de quelque chose, alors elle se déplace simplement vers lextérieur du point dorigine dans la direction dans laquelle la lumière était dirigée.
Ce qui me conduit aux photons .. .
Voici le premier paragraphe de Wikipédia: http://en.wikipedia.org/wiki/Photon
Un photon est une particule élémentaire, le quantum de lumière et toutes les autres formes de rayonnement électromagnétique, et le porteur de force pour la force électromagnétique, même lorsquil est statique via des photons virtuels. Les effets de cette force sont faciles ily observable à la fois au niveau microscopique et macroscopique, car le photon na pas de masse au repos; cela permet des interactions sur de longues distances. Comme toutes les particules élémentaires, les photons sont actuellement mieux expliqués par la mécanique quantique et présentent une dualité onde-particule, présentant les propriétés des ondes et des particules. Par exemple, un photon unique peut être réfracté par une lentille ou présenter des interférences dondes avec lui-même, mais aussi agir comme une particule donnant un résultat défini lorsque sa position est mesurée.
Alors … peut-être que les photons composent la lumière, et quils ne font que traverser lespace comme une onde, mais ce nest vraiment pas une onde physique (comme un son ou une onde deau), cest « est juste » agissant comme un « ?
Voici une vidéo de minutephysics: https://www.youtube.com/watch?v=Q_h4IoPJXZw
La vidéo parle de la dualité particule-onde dun électron. Ainsi, un seul électron peut agir comme une onde, mais lorsquil frappe quelque chose, il ne touche quun seul endroit. Est-ce la même chose pour les photons?
Expérience de la pensée : Dans le vide de lespace, il y a un énorme sphère creuse de 1 an-lumière de rayon. À lintérieur, il ny a que du vide et au centre exact, un flash de lumière est émis dans toutes les directions à partir dune source ponctuelle. 1 an plus tard, la lumière atteint la sphère à tous les endroits à la fois.
Cest 12,6 (ou 4 fois pi) années-lumière au carré de la surface à couvrir! Comment peut-il y avoir suffisamment de photons pour atteindre chaque point à lintérieur de la surface de cette énorme sphère? Je comprends que très peu de lumière frapperait aussi loin, mais même si non nul, au moins une certaine lumière frappe.
Ou peut-être que cela dépend de la taille du le flash était? Peut-être quil natteint pas tous les points?
Si la lumière est vraiment faite de photons et agit comme une onde mais que chaque photon ne touche quun seul endroit, alors il me semble quil doit y en avoir une quantité infinie de photons dans ce flash de lumière pour frapper tant dendroits à lintérieur de la sphère.
Mais cela doit être impossible, il doit donc y avoir une faille dans mon raisonnement.
Commentaires
- » Agir comme une vague « ? Eh bien, sil ressemble à un canard et nage comme un canard et charlatan comme un canard, alors …
Réponse
Eh bien, je dirais que le champ électromagnétique est le milieu.
Je ne comprends pas cela – Comment quelque chose peut-il être le support pour lui-même?
La lumière nest pas juste un Champ électromagnétique. La lumière (cest-à-dire les photons) est une onde — une perturbation ou une perturbation — dans un champ électromagnétique. Tout comme pour la gravité, les champs imprègnent apparemment lespace. Même les particules massives (par ex.quarks ou électrons) peuvent être décrits (ou considérés) comme des ondes dans les champs sous-jacents.
Alors … peut-être que les photons composent la lumière, et ils sont juste tirant dans lespace comme une vague, mais ce nest vraiment pas une onde physique (comme un son ou une vague deau), cest juste » agissant comme une onde « ?
Ce que vous « appelez une » onde physique « est une propriété émergente dun milieu sous-jacent (par exemple lair, leau). Pour lessentiel, une telle vague émergente est fondamentalement la même chose quune vague dans un champ. Les « ondes physiques » sont souvent appelées « quasiparticules « , car de cette similitude. Ce que nous considérons comme des «particules» (par exemple des électrons) ne se comportent pas simplement comme ondes « , elles sont également vagues, doù la « dualité onde-particule « .
Commentaires
- Donc, dans mon expérience de pensée t, les photons touchent-ils chaque point de la sphère? Si oui, comment peut-il y avoir autant de photons? Les photons sont-ils comme une particule en ce sens que quand elle » atteint » la sphère, elle entrera en contact en un seul endroit?
- Vous avez dit que la lumière est une perturbation » dans un champ électromagnétique » – donc dans le vide de lespace il y a déjà un champ électromagnétique avant que la lumière ne le traverse?
- @codefactor Un champ est fondamentalement défini comme quelque chose qui existe à chaque point de lespace et du temps, vous pouvez le trouver sur Wikipédia .
- @MarkMitchison Merci pour ce lien Wikipédia – le champ est donc partout et la lumière est une onde dans laquelle le champ est le support. Je pensais que la lumière ÉTAIT le champ – donc cela n’avait pas ‘ de sens que ce serait le médium pour lui-même. Mais on dirait que la lumière nest que londe dans ce champ déjà existant.
- Ok maintenant cela amène une autre chose – si la lumière est une onde dans » un champ électromagnétique » qui implique quil peut y avoir plus dun champ … nest-ce pas? Ou est-ce une onde dans » le champ électromagnétique » … i ‘ m me confondre.
Réponse
Comment la lumière ( ou rayonnement électromagnétique) traversent un vide alors quil ny a rien là-bas pour agir en tant que milieu, et le faire pour toujours dans toutes les directions? Par exemple, la lumière provenant dune étoile à des millions dannées-lumière.
La lumière est observée comme voyageant à une vitesse v = c, selon le deuxième postulat de relativité restreinte . Mais selon les principes de la relativité restreinte, la lumière ne voyage pas, et cest pourquoi aucun médium nest nécessaire:
La ligne du monde de la lumière est semblable à la lumière et les intervalles spatio-temporels semblables à la lumière sont nuls (vides). Cela signifie que limpulsion qui est transmise par interaction électromagnétique de lévénement démission à lévénement dabsorption doit simplement traverser un intervalle nul, les deux événements étant adjacents dans lespace-temps. Mais franchir un intervalle nul nest évidemment pas un déplacement.
Cependant, les intervalles spatio-temporels ne peuvent pas être observés. Ce que nous observons dans le diagramme de lespace-temps de notre observateur sont des photons qui voyagent le long du cône de lumière. Un intervalle despace-temps nul peut correspondre dans notre diagramme à une distance de milliards dannées-lumière, et cette ligne du monde parcourue qui est un simple produit de notre observation est « rempli » dondes électromagnétiques. Les ondes électromagnétiques sont les témoins observables de lintervalle espace-temps nul invisible.