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Questions à propos des ondes électromagnétiques
Bonsoir à tous!
Il y a trois questions que je me pose depuis un certain temps et auxquelles je ne trouve pas de réponse.
1)Les ondes radio qui ont de grandes longueurs d'onde traversent à peu près tout, les rayons gamma qui ont des longueurs d'onde extrêmement courtes traversent également à peu près tout et pourtant les rayonnements visibles qui ont des longueurs d'onde intermédiaires ne traversent que les surfaces non opaques ?
Un exemple concret:
Pourquoi les ondes radio et les rayonnements gamma passent à travers le mur de mon appartement et pas les rayonnements visibles ?
(Tout le monde peut trouver ça parfaitement logique mais je n'arrive pas à trouver d'explication physique...)
Comment expliquer ces comportements si différents alors que basiquement tout ça c'est des photons qui vibrent plus ou moins fortement ?
2)À propos du fond diffus cosmologique (la radiation primaire vestige de la naissance de l'univers): elle a été émise quand l'univers été encore chaud càd avec une longueur d'onde très courte. Et maintenant elle nous parvient "refroidie" avec une longueur d'onde longue.
Est ce que on peut expliquer ça seulement par l'effet Doppler ? (D'ailleurs, l'effet Doppler est il vraiment applicable dans le cadre de l'expansion de l'univers ?) Ou les photons peuvent ils se "fatiguer" (càd avoir à terme une longueur d'onde de l'ordre de la taille de l'univers) ?
3)Le phénomène d'intrication quantique qui existe entre 2 photons produits en même temps signifie-t-il que l'espace (et la localité) n'est finalement qu'une vision de l'esprit ? Les photons "communiquent-t-ils" instantanément les uns avec les autres ?
Merci d'avance à tous ceux qui prendront le temps de me répondre 
Salut,
je vais essayer de te répondre avec la petite année que j'ai de plus par rapport à toi ^^
1) c'est une question très intéressante. Effectivement ce qui différencie une onde radio d'une onde gamma ce n'est jamais que la fréquence de vibration des photons. Mais justement, suivant la fréquence et le matériau rencontré, le résultat peut varier !
j'ai trouvé ça sur internet :
Un verre, par exemple, est transparent pour des longueurs d'onde visibles et devient opaque pour l'infrarouge ou l'ultraviolet. C'est pourquoi il est impossible de bronzer derrière une vitre.
Les ondes radio, par contre, ont des longueurs d'onde très grandes, de l'ordre du centimètre. L'énergie des photons est donc très petite, et ils n'interagissent quasiment pas avec la matière : cela explique que l'on puisse capter la radio à travers presque tous les obstacles matériels. En fait, seuls les métaux, matériaux dans lesquels les électrons sont pratiquement libres, sont sensibles à des ondes aussi faiblement énergétiques
Maintenant pourquoi les ondes gamma très courtes, et les radio très longues passent au travers d'un mur, et pas les ondes intermédiaires ? Justement pck les gamma sont très courtes et se faufilent dans la matière tandis que les radio très longues intéragissent peu avec la matière. Par contre le visible est de l'ordre de grandeur des constituants (atome, molécule) donc intéragit beaucoup plus avec ... c'est mon explication on peut peut-être faire mieux ^^
2) effectivement l'effet Doppler existe pour les ondes e.m. à l'échelle de l'univers ! Dans ce cas on parle souvent d'effet Hubble, du nom du scientifique qui a montré la fuite des galaxies, et donc l'expansion de l'univers. Maintenant concernant la "fatigue" des photons, ça explique plutot pourquoi le rayonnement est de très faible intensité mais pas le décalage vers les basses fréquences je pense
3) le problème avec la quantique est qu'il faut laisser tomber complètement son esprit de raison et de logique habituel ^^ en effet c'est comme si ils communiquaient entre eux (c'est l'impression donnée) mais tout signale chargé d'information n'est-il pas limité par la vitesse de la lumière ? Je ne suis pas assez calé en quantique pour t'aider, il faut peut-être prendre ce phénomène comme une propriété des particules, sans chercher à l'interpréter ^^
Merci beaucoup pour ces réponses efpe !
Maintenant que tu le dis, ça me paraît logique que les ondes ne peuvent pas interagir avec des objets qui n'ont pas une taille comparable à leur longueur d'onde.
Pour appliquer l'effet Doppler à la fuite des galaxies lointaines, j'ai un peu plus de mal. Parce que ça voudrait dire que l'astre considéré possède une vitesse de fuite relative par rapport à la Terre qui peut être supérieure à la vitesse de la lumière (si cet astre est très éloigné). Alors à mon sens il y a 2 problèmes:
a) La vitesse de la lumière dans le vide est une limite absolue de vitesse
b) Une vitesse de fuite se mesurerait comme un déplacement par rapport à quelque chose de fixe ou par rapport au tissu spatio-temporel: mais dans l'espace rien n'est fixe et en plus le tissu spatio-temporel s'étire......
Alors en fait, c'est pas vraiment l'astre qui s'éloigne de la Terre en étant animé d'une vitesse par rapport à la Terre mais c'est le tissu spatio-temporel qui l'emmène loin de nous...
Il y a un problème pour définir les vitesses relatives là, non ? On risque pas de violer la Relativité générale ???
Je suis d'accord avec toi: il est vain d'essayer d'appliquer des schémas de pensée traditionnels à la mécanique quantique.
Mais, même si on ne peut pas dire que l'espace est une vision de l'esprit, je pense que l'on peut dire sans trop se tromper que la MQ "assassine" notre vision de l'espace-temps traditionnel puisque elle ne tient pas compte du principe de localité...
il y a un petit problème dans ton raisonnement. Contrairement à ce que tu sembles penser, un émetteur d'onde n'a pas besoin de se déplacer plus vite que l'onde pour qu'un observateur détecte un effet Doppler. Restons de plus dans le cadre de la méca classique, tu peux aller voir des calculs relativistes sur wikipédia si tu veux ^^ Mais effectivement les étoiles ont toujours une vitesse de fuite très faible devant celle de la lumière.
D'ailleurs je te recommande la page sur l'effet Doppler-fizeau pour voir le quantitatif ^^
un émetteur d'onde n'a pas besoin de se déplacer plus vite que l'onde pour qu'un observateur détecte un effet Doppler
Oui je suis d'accord.
Mais le problème c'est que la loi Hubble (que l'on obtient avec la loi de Doppler) énonce:
v=H*d
où v est la vitesse de fuite de la galaxie considérée
H est la constante d'Hubble (de l'ordre de 100*10^3m/s/megaparsec)
d est la distance à laquelle se trouve la galaxie en mégaparsec
Donc avec une galaxie suffisamment éloignée (du genre UDFy-38135539 qui est située à 4 milliard de parsec !) on peut avoir théoriquement une vitesse de fuite supérieure à c!!!!
Pour moi, une vitesse supérieure à c, ça n'a pas de sens physique...
Donc il y a un véritable problème de définition: parce que Hubble et Doppler introduisent des vitesse donc un mouvement relatif à l'espace mais en réalité il n'y a pas de mouvement car c'est l'espace tout entier qui s'étire...
D'où ma question: Comment on résout ce paradoxe ??? Comment peut on définir des vitesses alors qu'il n'y a pas de vitesse ????
Merci d'avance
c'est vrai je n'avais jamais vu ce problème.
réponse de wikipédia :
"Une conséquence a priori surprenante de la loi de Hubble est qu'une galaxie qui serait située à plus de 4 000 Mpc (14 milliards d'années-lumière) s'éloignerait de nous à une vitesse supérieure à la vitesse de la lumière. Ceci indique simplement que l'interprétation en termes de mouvement des galaxies dans l'espace devient impropre à très grande distance. La relativité générale explique qu'il faut considérer que l'on est en présence d'une expansion de l'espace lui-même. "
donc tu as tout à fait juste dans ton raisonnement ^^ mais je ne suis pas capable de t'en dire + ^^
je ne suis pas capable de t'en dire + ^^
OK le débat reste donc ouvert mais merci beaucoup pour toutes ces réponses !!!!
Si des gens familiers avec ces notions là passent par ici, n'hésitez pas à nous dire ce que vous en pensez !
1) sans entrer dans le détail, on ne peut pas faire mieux que ta réponse efpe 
2) je ne crois pas que l'effet Doppler soit en cause, si c'est le cas c'est minime.
Le principal effet est ici celui de la dilatation de l'espace qui dilate Toutes les longueurs, la longueur d'onde du rayonnement comme les autres. Les photons nous arrivant maintenant du fond diffus ont été émis alors que l'univers était beaucoup plus dense que maintenant. Entre ces 2 événements (émission/ réception) ils ont parcourus en gros 15 milliards d'années lumières, et pendant tout ce temps l'univers s'est dilaté, leur longueur d'onde avec!!
Maintenant, au sujet de l'éloignement des galaxies et de la vitesse de la lumière, c'est un sujet délicat, simplement parce que les mots rende tout ceci confus. La relativité (restreinte ou générale) dit que localement (sur ce que tu appelles le tissu spatiotemporel) rien ne dépasse la vitesse de la lumière. En revanche, aucune limitation n'est imposée au tissu, il existe donc des galaxies dont le déplacement est plus rapide que la vitesse de la lumière a cause de la dilatation du tissu (théoriquement tout au moins puisque leur lumière ne nous arrivera jamais...puisque la distance qu'il reste a franchir a leur photon pour nous parvenir augmente plus vite que la distance qu'ils parcourent 
"j'ai vu des hommes qui courent une Terre qui recule" P. Bruel, je la trouve bien adaptée ici)
3) L'intrication implique qu'il faut abandonner la Réalité Locale, mais ceci est de la métaphysique puisque l'on parle de l'interprétation de la physique, qui elle se débrouille très bien, sans être interprétée 
. En tout cas elle met fin à la controverse Bohr/Einstein sur l'"incomplétude de la mécanique quantique" mis en exergue dans le célèbre paradoxe EPR sous l'hypothèse de la réalité locale. L'intrication existant, l'hypothèse est fausse. Conséquence: les probabilités sont intrinsèques à la théorie quantique autrement dit: Dieu joue aux dés 
et les photons intriqués sont liés par je pense que c'est une question mal posée liée à notre conception intuitive de la réalité, très pauvre finalement quand on voit que personne n'arrive a se représenter ne serait-ce qu'un électron autour d'un noyau 
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