« Photon » : différence entre les versions
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|titre=Review of Particle Physics: Gauge and Higgs bosons
|journal=[[Physics Letters B]]
|volume=667
}}</ref> <small>(expérimental)</small>▼
▲}}</ref> <small>(expérimental)</small>
| spin = 1
| durée de vie = Stable<ref name="Particle_table_2009"/> <small>(théorique)</small> <br>''Non applicable''<ref group=note>Un photon dans le vide se déplace à la « [[vitesse de la lumière]] dans le vide », ce qui implique d'après la [[théorie de la relativité]] que, dans son « référentiel », toutes les durées sont nulles (ce qui empêche d'ailleurs de définir réellement un référentiel attaché à un photon).</ref> <br> {{unité|> 1|e=18|ans}}<ref name=PLS/> <small>(expérimental)</small>
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| interactions = [[Force électromagnétique|Électromagnétique]]
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Le '''photon''' est le [[quantum]] d'[[énergie (physique)|énergie]] associé aux [[onde électromagnétique|ondes électromagnétiques]] (allant des [[onde radio|ondes radio]] aux [[rayon gamma|rayons gamma]] en passant par la [[Spectre visible|lumière visible]]), qui présente certaines caractéristiques de [[particule élémentaire]]. En [[théorie quantique des champs]], le photon est la [[Boson de jauge|particule médiatrice]] de l’[[interaction électromagnétique]]. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement interagissent, cette interaction se traduit d’un point de vue [[Physique quantique|quantique]] comme un ''échange'' de photons.▼
▲Le '''photon''' est le [[quantum]] d'[[énergie (physique)|énergie]] associé aux [[onde électromagnétique|ondes électromagnétiques]] (allant des [[onde radio|ondes radio]] aux [[rayon gamma|rayons gamma]] en passant par la [[Spectre visible|lumière visible]]), qui présente certaines caractéristiques de [[particule élémentaire]]. En [[théorie quantique des champs]], le photon est une excitation du champ [[électrodynamique quantique]]<ref>{{Lien Web|url=https://feynman.phy.ulaval.ca/marleau/pp/19/19Th_orie_Quantique_des_Champs-2.pdf|titre=Théorie quantique des champs|site=feynman.phy.ulaval.ca}}</ref> et de ce fait la [[Boson de jauge|particule médiatrice]] de l’[[interaction électromagnétique]]. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement interagissent, cette interaction se traduit d’un point de vue [[Physique quantique|quantique]] comme un ''échange'' de photons.
L'idée d'une quantification de l'[[énergie (physique)|énergie]] transportée par la lumière a été développée par [[Albert Einstein]] en [[1905 en science|1905]], à partir de l'étude du [[rayonnement du corps noir]] par [[Max Planck]], pour expliquer l'[[effet photoélectrique]] qui ne pouvait pas être compris dans le cadre d’un modèle ondulatoire classique de la lumière, mais aussi par souci de cohérence théorique entre la physique statistique et la physique ondulatoire<ref name="FB1905">[[Françoise Balibar]], ''Einstein 1905, de l'éther aux quanta'', éditions PUF, 1992, {{ISBN|2-13-044298-6}}</ref>. La découverte de l'[[effet Compton]] en 1923, donnant également des propriétés corpusculaires à la lumière, et l’avènement de la [[mécanique quantique]] et de la [[dualité onde-corpuscule]] amènent à considérer ce quantum comme une particule, nommée ''photon'' en 1926.▼
▲L'idée d'une quantification de l'[[énergie (physique)|énergie]] transportée par la lumière a été développée par [[Albert Einstein]] en [[1905 en science|1905]], à partir de l'étude du [[rayonnement du corps noir]] par [[Max Planck]], pour expliquer l'[[effet photoélectrique]] qui ne pouvait pas être compris dans le cadre d’un modèle ondulatoire classique de la lumière, mais aussi par souci de cohérence théorique entre la physique statistique et la physique ondulatoire<ref name="FB1905">[[Françoise Balibar]], ''Einstein 1905, de l'éther aux quanta'', éditions PUF, 1992
Le photon correspond à un « paquet » d’énergie élémentaire, ou [[quantum|quanta]] de [[rayonnement électromagnétique]], qui est échangé lors de l’absorption ou de l’émission de lumière par la matière. De plus, l’[[énergie (physique)|énergie]] et la [[quantité de mouvement]] ([[pression de rayonnement]]) d’une onde électromagnétique monochromatique sont égales à un nombre entier de fois celles d’un photon.
Le concept de photon a donné lieu à des avancées importantes en physique expérimentale et théorique, telles que les [[laser]]s, les [[condensat de Bose-Einstein|condensats de Bose-Einstein]], l’[[optique quantique]], la [[théorie quantique des champs]] et l’interprétation probabiliste de la [[mécanique quantique]]. Le photon est une particule de [[spin]] égal à 1, c’est donc un [[boson]]<ref group=note>La matière est constituée de [[fermion]]s, comme, entre autres, les [[quark]]s dont sont faits les [[noyau atomique|noyaux atomiques]], et les électrons qui leur sont liés.</ref>, et sa masse serait nulle ou en tout cas inférieure à environ L’énergie d’un photon de lumière visible est de l’ordre de {{unité|2|[[Électron-volt|eV]]}}, ce qui est extrêmement faible : un photon seul est invisible pour l’œil d'un animal et les sources de rayonnement habituelles ([[Antenne radioélectrique|antennes]], [[lampe]]s, [[laser]], etc.) produisent de très grandes quantités de photons, ce qui explique que la nature « granulaire » de l’énergie lumineuse soit négligeable dans de nombreuses situations étudiées par la physique. Il est cependant possible de produire des photons un par un grâce aux processus suivants :
* [[Émission spontanée]] ou [[Émission stimulée|stimulée]] ;
* [[
* annihilation de paires [[physique des particules|particule]]-[[antimatière|antiparticule]].
== Historique ==
=== Origine du terme « photon » ===
Le [[Nom (grammaire)|substantif]] [[Genre grammatical|masculin]]<ref name="Académie">{{Académie|photon|édition=9}}.</ref>{{,}}<ref name="CNRTL">{{CNRTL|photon|onglet=0|élision=non}}.</ref> «
En physique des particules et des hautes énergies, un photon est usuellement représenté par le symbole <math>\gamma</math> (lettre grecque [[gamma]]), en lien avec les [[Rayon gamma|rayons
=== Développement de la notion de « quanta de lumière » ===
La description de la lumière a suivi au cours de l’histoire un curieux mouvement de balancier entre une vision corpusculaire et une vision ondulatoire. Dans la plupart des théories jusqu’au {{s-|XVIII}}, on considère que la lumière est constituée de particules. Bien que des modèles ondulatoires soient proposés par [[René Descartes]] (1637)<ref>{{Ouvrage | prénom1=René | nom1=Descartes | lien auteur1=René Descartes | titre=Discours de la méthode | éditeur= | année=1637 }}</ref>, [[Robert Hooke]] (1665)<ref>{{Ouvrage
La [[Équations de Maxwell|théorie ondulatoire]] de Maxwell ne rend cependant pas compte de ''toutes'' les propriétés de la lumière. Cette théorie prédit que l’énergie d’une onde lumineuse dépend seulement de l’amplitude de l’onde, mais pas de sa fréquence ; or de nombreuses expériences indiquent que ''l’énergie transférée de la lumière aux atomes'' dépend seulement de la fréquence et non de l’amplitude. Par exemple, certaines réactions chimiques ne sont possibles qu’en présence d’une onde lumineuse de fréquence suffisante : en dessous d’une fréquence seuil, quelle que soit l’intensité incidente, la lumière ne peut amorcer la réaction. De manière similaire, dans l’[[effet photoélectrique]], les électrons ne sont éjectés d’une plaque de métal qu’au-dessus d’une certaine fréquence, et l’énergie des électrons émis dépend de la fréquence de l’onde, et non de son amplitude. Dans le même ordre d’idée, les résultats obtenus à la fin du {{s mini-|XIX}} et au début du {{s-|XX}} sur le rayonnement du [[corps noir]]<ref name="Wien1911">{{Lien web|langue=en|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1911/wien-lecture.html |titre=Wilhelm Wien Nobel Lecture}} du 11 décembre 1911.</ref> sont reproduits théoriquement par [[Max Planck]] en 1900 en supposant que la matière interagissant avec une onde électromagnétique de fréquence <math>\nu</math> ne peut recevoir ou émettre de l’[[énergie électromagnétique]] que par ''paquets'' de valeur bien déterminée égale à <math>h \nu</math> – ces paquets étant appelés des ''[[Mécanique quantique|quanta]]''<ref name="Planck1901">{{article |langue=
▲La description de la lumière a suivi au cours de l’histoire un curieux mouvement de balancier entre une vision corpusculaire et une vision ondulatoire. Dans la plupart des théories jusqu’au {{s-|XVIII}}, on considère que la lumière est constituée de particules. Bien que des modèles ondulatoires soient proposés par [[René Descartes]] (1637)<ref>{{Ouvrage | prénom1=René | nom1=Descartes | lien auteur1=René Descartes | titre=Discours de la méthode | éditeur= | année=1637 }}</ref>, [[Robert Hooke]] (1665)<ref>{{Ouvrage | prénom1=Robert | nom1=Hooke | lien auteur1=Robert Hooke | titre=Micrographia : or some physiological descriptions of minute bodies made by magnifying glasses with observations and inquiries thereupon | éditeur= | année=1665 | lire en ligne=http://digital.library.wisc.edu/1711.dl/HistSciTech.HookeMicro '}}.</ref> et [[Christian Huygens]] (1678)<ref>{{Ouvrage | prénom1=Christian | nom1=Huygens | lien auteur1=Christian Huygens | titre=Traité de la lumiere | éditeur= | année=1678 }}</ref>, les modèles particulaires restent dominants, en partie en raison de l’influence d’[[Isaac Newton]]<ref name="Newton1730">{{Ouvrage | prénom1=Isaac | nom1=Newton | lien auteur1=Isaac Newton | titre=Opticks | éditeur=[[Dover Publications]] | année=1730 | numéro d'édition=4 | pages totales=Book II, Part III, Propositions XII–XX; Queries 25–29 | id=ISBN 0-486-60205-2}}</ref>. Un changement de [[paradigme]] a lieu à partir de la mise en évidence des phénomènes d’[[interférence]]s et de [[diffraction]] de la lumière par [[Thomas Young]] et [[Augustin Fresnel]] au début du {{s-|XIX}}, et en [[1850]] les modèles ondulatoires deviennent la règle<ref>{{Ouvrage | prénom1=Jed Z. | nom1=Buchwald | titre=The Rise of the Wave Theory of Light : Optical Theory and Experiment in the Early Nineteenth Century | éditeur=[[University of Chicago Press]] | année=1989 | isbn= | id=ISBN 0-226-07886-8}}</ref> à la suite de l'expérience menée par [[Léon Foucault]] sur la vitesse de propagation de la lumière. La prédiction par [[James Clerk Maxwell|Maxwell]] en 1865 du fait que la lumière soit une onde électromagnétique<ref name="maxwell">{{Maxwell1865}} Cet article suit une présentation par Maxwell à la Royal Society le 8 décembre 1864.</ref>, suivie de la confirmation expérimentale de Hertz en 1888<ref name="hertz">{{article |langue=en|nom1= Hertz |prénom= H |lien auteur= Heinrich Hertz |année= 1888 |titre= Über Strahlen elektrischer Kraft | journal = Sitzungsberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften (Berlin) | volume = 1888 | pages = 1297–1307}} {{de}}</ref>, semble porter un coup de grâce aux théories corpusculaires de la lumière.
▲La [[Équations de Maxwell|théorie ondulatoire]] de Maxwell ne rend cependant pas compte de ''toutes'' les propriétés de la lumière. Cette théorie prédit que l’énergie d’une onde lumineuse dépend seulement de l’amplitude de l’onde, mais pas de sa fréquence ; or de nombreuses expériences indiquent que ''l’énergie transférée de la lumière aux atomes'' dépend seulement de la fréquence et non de l’amplitude. Par exemple, certaines réactions chimiques ne sont possibles qu’en présence d’une onde lumineuse de fréquence suffisante : en dessous d’une fréquence seuil, quelle que soit l’intensité incidente, la lumière ne peut amorcer la réaction. De manière similaire, dans l’[[effet photoélectrique]], les électrons ne sont éjectés d’une plaque de métal qu’au-dessus d’une certaine fréquence, et l’énergie des électrons émis dépend de la fréquence de l’onde, et non de son amplitude. Dans le même ordre d’idée, les résultats obtenus à la fin du {{s mini-|XIX}} et au début du {{s-|XX}} sur le rayonnement du [[corps noir]]<ref name="Wien1911">{{Lien web|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1911/wien-lecture.html |titre=Wilhelm Wien Nobel Lecture}} du 11 décembre 1911.</ref> sont reproduits théoriquement par [[Max Planck]] en 1900 en supposant que la matière interagissant avec une onde électromagnétique de fréquence <math>\nu</math> ne peut recevoir ou émettre de l’[[énergie électromagnétique]] que par ''paquets'' de valeur bien déterminée égale à <math>h \nu</math> – ces paquets étant appelés des ''[[Mécanique quantique|quanta]]''<ref name="Planck1901">{{article |langue=en|nom1= Planck |prénom= M |lien auteur= Max Planck |année= 1901 |titre= Über das Gesetz der Energieverteilung im Normalspectrum | journal = [[Annalen der Physik]] | volume = 4 | pages = 553–563}} {{de}}</ref>{{,}}<ref name="Planck1918">{{Lien web|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1918/planck-lecture.html|titre=Max Planck’s Nobel Lecture}} du 2 juin 1920.</ref>.
Puisque les [[équations de Maxwell]] autorisent n’importe quelle valeur de l’[[énergie électromagnétique]], la plupart des physiciens pensaient initialement que cette quantification de l’énergie échangée était due à des contraintes encore inconnues sur ''la matière'' qui absorbe ou émet la lumière. En 1905, Einstein fut le premier à proposer que la quantification de l’énergie soit une propriété de ''la lumière elle-même''<ref name="FB1905" />. Bien qu’il ne remette pas en cause la validité de la théorie de Maxwell, Einstein montre que la [[loi de Planck]] et l’effet photoélectrique pourraient être expliqués si l’énergie de l’onde électromagnétique était localisée dans des quanta ponctuels qui se déplaçaient indépendamment les uns des autres, même si l’onde elle-même était étendue continuement dans l’espace<ref name="FB1905" />. Dans son article, Einstein prédit que l’énergie des électrons émis lors de l’effet photoélectrique dépend linéairement de la fréquence de l’onde. Cette prédiction forte sera confirmée expérimentalement par [[Robert Andrews Millikan]] en 1916, ce qui lui vaudra – parallèlement à ses expériences sur les gouttes chargées – le prix Nobel de 1923<ref name="Millikan1923">{{Lien web|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1923/millikan-lecture.html |titre=Robert A. Millikan’s Nobel Lecture}} du 23 mai 1924.</ref>
=== Objections à l’hypothèse des quanta de lumière ===
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{{Citation bloc|Il ne faut pas trop lui tenir rigueur de ce que, dans ses spéculations, il ait occasionnellement pu dépasser sa cible, comme avec son hypothèse des quanta de lumière.}}
De nombreux effets mettant en évidence la nature quantifiée de la lumière peuvent en fait être également expliqués par une théorie
L’expérience de Compton donne une existence plus tangible au photon, puisque ce dernier montre que la diffusion des électrons par les rayons X s’explique bien en attribuant au photon le moment cinétique prédit par Einstein. Cette expérience marque une étape décisive, après laquelle l’hypothèse des quanta de lumière emporte l’adhésion de la majorité des physiciens<ref name="Millikan1923" />. Dans une dernière tentative de sauver la variation continue de l’énergie électromagnétique et de la rendre compatible avec les expériences, Bohr, [[Hendrik Anthony Kramers|Kramers]] et [[John Clarke Slater|Slater]] développent un modèle basé sur deux hypothèses drastiques<ref name="Bohr1924">{{article
* L’énergie et l’impulsion ne sont conservées qu’en moyenne, mais pas lors des processus élémentaires tels que l’absorption et l’émission de lumière. Cela permet de réconcilier le changement discontinu de l’énergie de l’atome avec les variations continues de l’énergie de la lumière ;
* La [[causalité (physique)|causalité]] est abandonnée. Par exemple,
Cependant, des expériences de diffusion Compton plus précises montrent que l’énergie et l’impulsion sont conservées extraordinairement bien lors des processus élémentaires, et également que le recul de l’électron et la génération d’un nouveau photon lors de la diffusion Compton obéissent à la causalité à moins de 10ps près. En conséquence, Bohr et ses collaborateurs donnent à leur modèle {{Citation|des funérailles aussi honorables que possible}}<ref name="Pais1982">{{Ouvrage | prénom1=A | nom1=Pais | titre=Subtle is the Lord : The Science and the Life of Albert Einstein | éditeur=[[Oxford University Press]] | année=1982 | isbn=}}.</ref>. Sur le front théorique, l’[[électrodynamique quantique]] inventée par [[P.A.M. Dirac]] parvient à donner une théorie complète du rayonnement – et des électrons – expliquant la [[dualité onde-corpuscule]]. Depuis cette époque, et notamment grâce à l’invention du [[laser]], les expériences confirment de manière de plus en plus directe l’existence du photon et l’échec des théories semi classiques<ref name="preuves_exp">Ces expériences produisent des corrélations qui ne peuvent être expliquées par une théorie classique de la lumière, puisqu’elles résultent du processus quantique de la mesure. En 1974, Clauser a montré une violation d’une inégalité de Cauchy-Schwarz classique (''Phys. Rev. D'' '''9''':853). En 1977, Kimble et ses collaborateurs ont démontré un effet de dégroupement de photons à l’aide d’un interféromètre Hanbury Brown et Twiss, alors qu’une approche classique montrerait un groupement des photons (''Phys. Rev. Lett.'' '''39''':691). Cette approche a également été suivie par Grangier et ses collaborateurs en 1986 (''Europhys. Lett.'' '''1''':501). Voir également la discussion et les simplifications faites par Thorn ''et al.'', ''Am. J. Phys.'' '''72''':1210 (2004).</ref>. Il est notamment devenu possible de mesurer la présence d’un photon sans l’absorber, démontrant ainsi de manière directe la quantification du champ électromagnétique<ref>{{article |langue=en|nom1= Brune |prénom= M |
Dans un article datant de 1994, [[Willis Eugene Lamb]] affirme que le photon ''en tant que [[particule élémentaire]]'' n'existe pas, mais il ne remet pas en cause le photon comme quanta d'énergie. Le photon ne serait qu'une excitation élémentaire du champ électromagnétique quantique, sans pour autant pouvoir conclure que le photon soit une particule. Il ne faudrait plus l'imaginer comme une petite boule qui déplace et transmet l'énergie sous forme de particule<ref>{{Article|auteur1=W.E Lamb .Jr|titre=Anti-photon|périodique=Applied Physics|date=1994|lire en ligne=https://wucj.lab.westlake.edu.cn/Others/Lamb1995_Article_Anti-photon.pdf|accès url=libre|format=pdf}}</ref>.
=== Prix Nobel en lien avec la notion de photon ===
[[Prix Nobel]] attribués en lien avec la notion de photon :
*
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*
*
*
*
*
* 2022 : [[Alain Aspect]] pour ses recherches sur l'[[intrication quantique]] (partagé avec [[Anton Zeilinger]] et [[John Clauser]])
== Propriétés physiques ==
[[Fichier:Electron-positron-scattering.svg|220px|thumb|right|Un [[diagramme de Feynman]] de l’échange d’un photon virtuel (symbolisé par la ligne ondulée et le gamma, <math>\gamma \,</math>) entre un [[positron]] et un [[électron]].]]
=== Charge ===
Le photon n’a pas de [[charge électrique]]<ref>[https://www.cnrs.fr/cnrs-images/physiqueaulycee/ophoton.html ''Le Photon'' www.cnrs.fr]></ref>, plus précisément les expériences sont compatibles avec une charge électrique inférieure à {{unité|1|e=-35|[[Charge élémentaire|''e'']]}}<ref name="Particle_table_2009" /> (anciennes estimations maximales : {{unité|5×10<sup>-30</sup>|e}}<ref name="Particle Data Group">{{pdf}} [http://www.iop.org/EJ/mmedia/0954-3899/33/1/001/ghb.pdf?request-id=QDkq0FnW3BGUcSjP2wi7Kg Particle Physics Booklet]</ref>). Un photon a deux états de [[Polarisation (optique)|polarisation]] possibles et est décrit par trois paramètres continus : les composantes de son [[vecteur d'onde|vecteur d’onde]], qui déterminent sa longueur d’onde λ et sa direction de propagation. Les photons sont émis à partir de plusieurs processus, par exemple lorsqu’une charge est accélérée, quand un [[atome]] ou un [[noyau atomique|noyau]] saute d’un [[niveau d'énergie|niveau d’énergie]] élevé à un niveau plus faible, ou quand une particule et son antiparticule s’annihilent. Des photons sont absorbés par le processus inverse, par exemple dans la production d’une particule et de son antiparticule ou dans les transitions atomiques et nucléaires vers des niveaux d’énergie élevés.
=== Masse et quantité de mouvement ===
Un flux de photon est capable de modifier la vitesse d'objets matériels (accélération de particules, atomes, molécules,...). La conservation de la quantité de mouvement implique alors qu'un photon possède une [[quantité de mouvement|impulsion]] non nulle.
Le photon est cependant sans [[masse]]. Les expériences sont compatibles avec une masse inférieure à {{nb|10{{exp|-54}}|kg}}<ref name="PLS" />, soit {{unité|5|e=-19|eV/c|2}} (des estimations antérieures plaçaient la limite supérieure à {{unité|6|e=-17|eV/c|2}}<ref name="Particle Data Group" />{{,}}<ref>Cette limite doit cependant être ramenée à {{unité|10<sup>-14</sup>|eV/c|2}} si les modèles galactiques utilisés s'avèrent erronés, voir {{article|langue
La définition classique de la quantité de mouvement (produit de la masse par la vitesse) peut sembler amener ainsi à une contradiction. L'explication est que, dans le cadre relativiste, ce qui est conservé n'est plus à proprement parler séparément l'énergie et la quantité de mouvement, mais un objet plus abstrait les combinant, le [[quadri-moment]]. En [[relativité restreinte]], on démontre ainsi que la relation entre l'énergie <math>E</math>, l'impulsion <math>p</math> et la masse <math>m</math> d'une particule s'écrit : <math>E^{2} = c^{2} p^{2} + m^{2} c^{4}</math> (où ''c'' est la [[vitesse de la lumière]] dans le vide). Ainsi pour un photon de masse nulle (et donc de vitesse <math>c</math>
=== Spin ===
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=== Autres propriétés ===
* Le photon est théoriquement stable, avec une limite inférieure de sa durée de vie, déterminée à partir de la limite supérieure de sa masse, de {{unité|10<sup>18</sup>|ans}}<ref name=PLS/>.
* La lumière monochromatique de [[fréquence]] <math>\nu</math> est constituée de photons d’énergie ''E'' dépendant uniquement de <math>\nu</math> :
Ligne 104 ⟶ 105 :
* Les formules classiques de l’énergie et de la quantité de mouvement des radiations électromagnétiques peuvent être ré-exprimées en termes d’événements reliés aux photons. Par exemple, la pression des radiations électromagnétiques sur un objet provient du transfert de quantité de mouvement des photons par unité de temps et de surface de cet objet.
* Lorsqu’ils se déplacent dans la matière, les photons interagissent avec les charges électriques présentes dans le milieu pour donner lieu à de nouvelles [[quasiparticule]]s ; ainsi, dans un [[diélectrique]], une onde de [[Polarisation (diélectrique)|polarisation]] coexiste avec l'onde électromagnétique pour donner une onde couplée dont la [[relation de dispersion]] est différente ; lorsque cette onde est [[quantification (physique)|quantifiée]], on obtient des particules qui ne sont pas des photons, mais des [[polariton]]s, issus du couplage entre les photons et le champ de polarisation quantifié de la matière. Les polaritons se déplacent moins vite que les photons dans le vide ; schématiquement, on peut dire que le photon se déplace toujours à la même vitesse mais qu'il est absorbé et réémis, un peu plus tard, par les atomes de la matière, ce qui donne l’impression – macroscopiquement – que la lumière ralentit{{refsou}}.
* La thermodynamique permet de caractériser un système constitué de photons, une
=== Caractérisation et unités===▼
▲=== Caractérisation et unités ===
Le photon peut être caractérisé par :
* sa fréquence <math>\nu</math>,
* sa longueur d'onde <math>\lambda=\frac{c}{\nu}</math>,
* sa pulsation <math>\omega=2\pi\nu</math>,
* son [[nombre d'onde]] spectroscopique <math>k=\lambda^{-1}</math> souvent exprimé en
* ou son énergie <math>h\nu</math> souvent exprimée en [[électron-volt]]s.
On rencontre également l'énergie réduite par <math>hc</math> et exprimée en
== Modèles ==
=== Bille de lumière ===
La première image que l’on a du photon est la « bille de lumière », la lumière serait composée de grains qui voyageraient à [[Vitesse de la lumière|{{unité|299792458|m/s}}]] ([[Vitesse de la lumière]]).
Ligne 147 :
== Voir aussi ==
{{autres projets▼
=== Articles connexes ===▼
|commons=Category:Photon▼
|wiktionary=photon▼
}}▼
▲=== Articles connexes ===
* [[Électrodynamique quantique]]
* [[Théorie quantique des champs]]
Ligne 155 ⟶ 159 :
* [[Lumière]]
* [[Photon quadripolaire]]
* [[Gaz de photons]]
=== Bibliographie ===
Ligne 162 ⟶ 167 :
==== Ouvrages de référence ====
* {{Cohen1987}}
Ligne 169 ⟶ 173 :
* Felix Bussières et Y. Soudagar ; ''Le problème de la localisation du photon'', Séminaire donné dans le cadre du cours « Optique quantique », PHS 6201, École Polytechnique de Montréal (avril 2006). [http://www.iro.umontreal.ca/~bussierf/publications/localisation.pdf lire en ligne]{{pdf}}.
==== Sur l'étymologie de «
* {{Chapitre | langue=fr | prénom={{abréviation discrète|V.|Valérie}} | nom=Delavigne | titre=La formation du vocabulaire de la physique nucléaire | sous-titre=quelques jalons | auteurs ouvrage={{nobr|{{abréviation discrète|D.|Danielle}} Candel}} et {{nobr|{{abréviation discrète|F.|François}} Gaudin}} ({{abréviation discrète|dir.|sous la direction de}}) | titre ouvrage=Aspects diachroniques du vocabulaire | lieu=Mont-Saint-Aignan | éditeur={{abréviation discrète|PURH|Publications des Universités de Rouen et du Havre}}, hors {{coll.}} | numéro dans collection=389 | mois=mai | année=2006 | numéro d'édition=1 | pages totales={{unité|1|{{abréviation discrète|vol.|volume(s)}}}}, 267 | format={{dunité|16|24|cm}} | isbn10=2-87775-405-7 | isbn1=978-2-87775-405-7 | ean=9782877754057 | oclc=300346239 | bnf=40157350r | sudoc=101613490 | présentation en ligne=https://purh.univ-rouen.fr/node/222 | lire en ligne={{Google Livres|id=QFxZVRg4qjgC}} | consulté le=24 août 2019 | partie={{chap.|2}} | passage=89-107 | libellé=Delavigne 2016}}.
* {{Ouvrage | langue=en | prénom1={{nobr|{{abréviation discrète|H. G.|Harold George}}}} | nom1=Jerrard | lien auteur1=w:en:Harold George Jerrard | prénom2={{nobr|{{abréviation discrète|D. B.|Donald Burgess}}}} | nom2=McNeill | titre={{langue|en|texte=A dictionary of scientific units}} | sous-titre={{langue|en|texte=including dimensionless numbers and scales}} | lieu=Londres | éditeur=[[Chapman & Hall]]
* {{Article | langue=en | prénom={{abréviation discrète|H.|Helge}} | nom=Kragh | titre={{langue|en|texte=Photon}} | sous-titre={{langue|en|texte=new light on an old name}} | périodique=[[arXiv]] | mois={{date-|février|compact=oui}} | année=2014 | pages={{nb p.|16}} | bibcode=2014arXiv1401.0293K | arxiv=1401.0293 | résumé=https://arxiv.org/abs/1401.0293 | lire en ligne=https://arxiv.org/pdf/1401.0293 | libellé=Kragh 2014}} et les publications citées :
** {{Article | langue=en | prénom={{abréviation discrète|J.|John}} | nom=Joly | lien auteur=w:en:John Joly | titre={{langue|en|texte=A quantum theory of colour vision}} | périodique=[[Proceedings of the Royal Society|Proc. Royal Soc. Lond. B]] | volume=92 | numéro=646 | mois={{date-|juillet|compact=oui}} | année=1921 | pages={{art.}}{{numéro|1}}, {{p.|219-232}} | bibcode=1921RSPSB..92..219J | jstor=80964 | libellé=Joly 1921}}.
Ligne 177 ⟶ 181 :
** {{Article | langue=en | prénom={{abréviation discrète|L. T.|Leonard Thompson}} | nom=Troland | lien auteur=Leonard Troland | titre={{langue|en|texte=Apparent brightness}} | sous-titre={{langue|en|texte=its conditions and properties}} | périodique=[[Transactions of the Illuminating Engineering Society|Trans. Illum. Eng. Soc.]] | volume=11 | année=1916 | pages=947-975 | libellé=Troland 1916}}.
** {{Article | langue=en | prénom={{abréviation discrète|L. T.|Leonard Thompson}} | nom=Troland | lien auteur=Leonard Troland | titre={{langue|en|texte=The heterochromatic brightness discrimination threshold}} | périodique=Journal of the Franklin Institute | volume=182 | numéro=1 | mois={{date-|juillet |compact=oui}} | année=1916 | pages=112-114 | oclc=926985177 | doi=10.1016/S0016-0032(16)90747-6 | libellé=Troland 1916}}.
** {{Article | langue=en | prénom={{abréviation discrète|L. T.|Leonard Thompson}} | nom=Troland | lien auteur=Leonard Troland | titre={{langue|en|texte=On the measurement of visual stimulation intensities}} | périodique=[[Journal of Experimental Psychology|J. Exp. Psychol.]] | volume=2 | numéro=1
** {{Article | langue=fr |prénom={{abréviation discrète|R.|René}} | nom=Wurmser | titre=Le rendement énergétique de la photosynthèse chlorophyllienne| périodique=Annales de physiologie et de physicochimie biologique | tome={{Ier}} | numéro=1 | mois={{date-|janvier|compact=oui}} | année=1925 | pages=47-63 |lire en ligne= https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k883265z/f61 | id=Wurmser_1925a | libellé=Wurmser 1925a}}.
** {{Article | langue=fr | prénom=F. | nom=Wolfers | champ libre=présenté par [[Aimé Cotton|{{nobr|{{abréviation discrète|A.|Aimé}} Cotton}}]] | titre=Une action probable de la matière sur les quanta de radiation | périodique=[[Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences]] | tome=183 | mois={{date-|juillet|compact=oui}}-{{date-|décembre|compact=oui}} | année=1926 | pages=276-277 | lire en ligne=https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3136h/f276 | libellé=Wolfers 1926}}.
** {{Article | langue=fr |prénom={{abréviation discrète|R.|René}} | nom=Wurmser | champ libre=présenté par {{nobr|{{abréviation discrète|J.|Jean}} Perrin}} | titre=Sur l'activité des diverses radiations dans la photosynthèse | périodique=[[Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences]] | tome=181 |mois={{date-|septembre|compact=oui}} | année=1925 | pages=374-376 | lire en ligne= https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3134w/f374 | id=Wurmser_1925b | libellé=Wurmser 1925b}}.
* {{Article | langue=fr | prénom=A. | nom=B. | titre=Sur quelques problèmes d'optique physiologique | périodique=Revue générale des sciences pures et appliquées | tome={{XXVIII}} | numéro=9 | jour=15 | mois=mai | année=1917 | pages={{1re|{{abréviation discrète|part.|partie(s)}}}} («
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