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Albert Einstein

     
   

Photon encore...
 

    Cher Professeur,

C'est avec beaucoup d'attention que j'ai lu votre lettre en réponse à la question «Qu'est-ce qu'un photon?». Si j'ai bien compris, personne n'en sait rien au fond et on n'explique pas non plus très bien sa façon de se déplacer dans le grand «vide» intersidéral. J'ai bien retenu que dans la dualité onde-corpuscule, l'aspect corpusculaire de ce photon sans masse (!) ne se manifestait qu'au moment de l'interaction matière-rayonnement...

Si je comprends assez facilement que l'énergie de ce photon soit transférée à un atome par exemple, ce qui a pour effet de porter ledit atome dans un état excité, j'ai une plus grande difficulté pour comprendre comment le retour à l'état fondamental d'un état excité permet «l'éclosion» d'un photon!... Il n'est pas nécessaire d'entrer dans le détail de vos célèbres équations donnant les probabilités d'émission (spontanée et stimulée) et d'absorption car elles n'éclairent pas pour autant le problème que je me pose. Il s'agit bien d'un champ électromagnétique vibrant au demeurant? Qu'est-ce qui a vibré, dans cet atome excité, pour que ce champ (double: électrique et magnétique) prenne naissance?

Merci de vos explications, s'il en existe.

Avec tout mon respect,

J. Mas



Bonjour,

Tout votre questionnement tourne autour de l'absorption ou l'émission d'énergie lumineuse.

Dans tous les atomes, une transition ou un passage d'un niveau d'énergie à un autre s'accompagne de l'émission ou de l'absorption d'une quantité bien déterminée d'énergie pouvant provenir de multiples sources. Elle peut, en particulier, provenir d'un photon.

Pour passer à un niveau supérieur, un atome doit recevoir juste l'énergie nécessaire, pas plus, pas moins. Cette énergie peut correspondre à l'absorption d'un photon et un seul. Ce sont, en fait, les électrons qui captent l'énergie des photons ce qui modifie leur arrangement dans le nuage de l'atome.

Pour répondre à votre question, un atome excité a toujours tendance à revenir à son état de plus basse énergie. En passant d'un état excité à un autre état moins excité, il émet un photon et un seul d'une énergie égale à la différence des deux niveaux d'énergie. C'est l'émission spontanée. Il existe une manière de forcer un atome à un niveau d'énergie inférieur. Lorsqu'un atome se trouve au niveau excité E2, un photon incident d'énergie hv=E2 - E1, peut forcer l'atome à revenir au niveau E1. L'atome émet alors un nouveau photon d'énergie hv=E2-E1. Le fait remarquable est que les deux ondes associées aux photons incidents et émis sont en phase, ce qui permet la réalisation de ce que vous appelez LASER.

Albert Einstein