PHOTONS
- Article mis en ligne le
- Modifié le
- Écrit par Claude COHEN-TANNOUDJI , Jacques DUPONT-ROC et Gilbert GRYNBERG
Le photon et la statistique quantique
Le fait que les photons, comme tout boson, ont tendance à s'accumuler dans le même état, et ce d'autant plus que ce dernier est déjà peuplé, permet de comprendre pourquoi un atome excité en présence de N photons dans le même mode a tendance à se désexciter en émettant un photon supplémentaire dans ce mode. Il s'agit là du phénomène d'émission stimulée qui joue un rôle important dans les masers et lasers.
L'application des lois de la mécanique statistique montre que les photons en équilibre avec une enceinte à la température T se répartissent selon la distribution de Bose-Einstein : le nombre de photons n par unité de volume (V) de fréquence comprise entre ν et ν + dν est égal à :
où kB est la constante de Boltzmann. De la relation découle la formule de Planck pour le rayonnement du corps noir. C'est d'ailleurs lors de l'établissement de cette dernière que Max Planck a introduit pour la première fois l'idée que les échanges d'énergie entre un atome et un rayonnement de fréquence ν ne peuvent mettre en jeu que des multiples de hν.
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Écrit par
- Claude COHEN-TANNOUDJI : professeur honoraire au Collège de France
- Jacques DUPONT-ROC : directeur de recherche au C.N.R.S., laboratoire de spectroscopie hertzienne, université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie
- Gilbert GRYNBERG : directeur de recherche au C.N.R.S., laboratoire de spectroscopie hertzienne, université de Paris-VI-Pierre-et Marie-Curie, maître de conférences à l'École polytechnique
Classification
Pour citer cet article
Claude COHEN-TANNOUDJI, Jacques DUPONT-ROC et Gilbert GRYNBERG. PHOTONS [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )
Article mis en ligne le et modifié le 28/02/2024
Médias
Effet photo-électrique
Encyclopædia Universalis France
Paquet d'ondes à un photon incident
Encyclopædia Universalis France
Autres références
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DÉTECTEURS DE PARTICULES
- Écrit par Pierre BAREYRE , Jean-Pierre BATON , Georges CHARPAK , Monique NEVEU et Bernard PIRE
- 10 978 mots
- 12 médias
...streamers) le long de la trajectoire de la particule ionisante. Lors de leur désexcitation, les atomes contenus dans ces « gouttelettes » émettent des photons, et la trajectoire de la particule est matérialisée par une succession de petits points lumineux. Elle peut être alors enregistrée sur un film... -
PARTICULES ÉLÉMENTAIRES
- Écrit par Maurice JACOB et Bernard PIRE
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...associe la force due à la présence d'un champ à un échange de particules qui sont les quanta du champ. Le quantum du champ électromagnétique est le photon ; donc les interactions électromagnétiques sont associées à l'échange de photons. De même, les interactions fortes sont liées à l'échange... -
ANTIMATIÈRE
- Écrit par Bernard PIRE et Jean-Marc RICHARD
- 6 931 mots
- 4 médias
...négativement, un antineutron différent du neutron, etc. Certaines particules neutres, comme le méson π0, sont par contre leur propre antiparticule. C'est également le cas duphoton, ce qui explique pourquoi les ondes électromagnétiques sont les mêmes pour la matière et pour l'antimatière. -
ASHKIN ARTHUR (1922-2020)
- Écrit par Bernard PIRE
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- 1 média
Le physicien américain Arthur Ashkin a reçu le prix Nobel de physique en 2018 pour ses « inventions révolutionnaires dans le domaine de la physique des lasers ».
Né le 2 septembre 1922 à New York, au sein d’une famille d’origine juive ukrainienne, Ashkin a passé sa jeunesse dans le quartier...
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