Contrairement à une particule au sens classique du terme, une onde n'est pas localisée dans l'espace, elle n'a pas de position précise. Ainsi, dès que nous cessons de l'observer, un électron développe son aspect ondulatoire et ne possède plus de position précise.
Depuis les travaux d'Einstein sur l'effet photoélectrique en 1905, on sait que la lumière est constituée de particules de masse nulle : les photons. On parle alors de modèle particulaire de la lumière. Dans ce modèle, un rayon lumineux est en fait la direction de propagation des photons qui se déplacent à la vitesse c.
La lumière est l'addition de deux ondes, une onde électrique et une onde magnétique. La lumière est une onde électromagnétique.
Les quanta sont associés à des particules appelées photons. Les photons sont donc les particules élémentaires qui composent la lumière. Le photon n'est cependant pas uniquement associé à la lumière, mais à toutes les ondes électromagnétiques.
Photons, des particules élémentaires
Les photons en particulier sont des particules élémentaires sans charge électrique, dotée d'un spin de 1 et d'une masse nulle au repos. Ils font partie des acteurs principaux de la force électromagnétique, considérée comme l'une des quatre forces fondamentales de l'univers.
L'électron est un fermion, le photon est un boson. Cela veut dire que l'électron a un spin demi-entier et le photon un spin entier, en l'occurrence 12 pour l'électron et 1 pour le photon.
Un photon est une particule d'énergie qui n'a pas de masse et qui se déplace très rapidement. Fait étrange d'ailleurs, un photon en mouvement a la particularité d'interagir avec la matière comme le fait une onde, c'est-à-dire comme une vague à la surface de l'eau.
Ces particules, électron, proton et neutron sont les « briques » qui composent la matière.
Les photons sont émis à partir de plusieurs processus, par exemple lorsqu'une charge est accélérée, quand un atome ou un noyau saute d'un niveau d'énergie élevé à un niveau plus faible, ou quand une particule et son antiparticule s'annihilent.
Ces constituants élémentaires sont les protons et les neutrons, qu'on nomme ensemble les nucléons, liés par l'interaction forte, l'une des quatre forces fondamentales à l'œuvre dans l'Univers. Ils sont eux-mêmes composés de quarks et de gluons (également soumis à l'interaction forte).
Thomas Edison ampoule, filament et tungstène.
La lumière est d'un côté une onde électromagnétique, se propageant dans l'espace et le temps. En fait, nous baignons en permanence dans un champ électromagnétique, créé par la présence de particules chargées et leur déplacement. Une perturbation de ce champ se propagera: c'est une onde électromagnétique.
Lorsqu'un courant électrique à haute-fréquence circule dans un conducteur métallique, il émet des ondes électromagnétiques. Dans ce conducteur métallique, les électrons font de nombreux aller-retours à grande vitesse, ce qui va ensuite former un champ électromagnétique.
Un photon est un boson. Le nom photon vient du grec et signifie "lumière". En effet, le photon transmet l'interaction électromagnétique, la lumière étant un exemple d' onde électromagnétique.
Le photon est une particule élémentaire, c'est-à-dire qu'on ne peut pas la décomposer en parties plus petites. Il s'agit d'un petit paquet (ou quantum) d'énergie électromagnétique. C'est la brique de construction de la lumière. Le photon peut être émis ou absorbé par des particules chargées électriquement.
On ne peut pas dire exactement que la lumière se propage en onde. La lumière a une sorte de double nature qui fait que selon le type d'observation que l'on effectue il faut la considérer soit comme une onde électromagnétique, soit comme un photon (Dualité onde-corpuscule — Wikipédia.
2. Un photon rebondit en moyenne 1,3 milliards de fois avant de disparaître! Les meilleurs miroirs jamais réalisés! La lumière se propage entre les miroirs sur une distance égale au tour de la Terre pendant son temps d'amortissement…. ….
Les photons s'éloignent de leur source car ils sont émis par celle-ci et présentent une fréquence proportionnelle à l'énergie perdue par la source. Si ils étaient immobiles par rapport à leur source, ni leur fréquence ni leur énergie n'auraient de sens physique.
Un photon ne peut donc rien percevoir de l'Univers, car cela signifierait interagir avec d'autres particules, ces interactions n'ayant lieu qu'une fois le voyage du photon terminé.
Dans l'état actuel de la science, les quarks ne sont pas formés d'autres composantes, de sorte que ce sont les choses les plus petites que nous connaissions. En fait, ils sont si minuscules que les scientifiques ne sont même pas certains qu'ils aient une taille : ils pourraient être incommensurablement petits!
Le terme « particule de Dieu » a été inventé par le physicien Leon Lederman en 1993 dans son ouvrage de vulgarisation scientifique The God Particule: If the Universe Is the Answer, What Is the Question? La particule à laquelle le titre fait référence est le boson de Higgs.
Parmi les particules composant l'atome, à savoir les protons, les neutrons et les électrons, c'est le neutron qui est le plus lourd avec une masse de 1,675 x 10^-27 kg, ensuite les protons avec une masse légèrement inférieur de 1,672 x 10^-27 kg et enfin les électrons avec la masse de 9,1 x 10^-31 kg.
Les origines de la matière
Dans les premiers instants après le Big Bang, l'Univers était extrêmement chaud et dense. En même temps que l'Univers a commencé à se refroidir, les conditions sont devenues suffisantes pour que se construisent des blocs de matière : les quarks et les électrons (dont nous sommes tous faits).
L'optique quantique désigne l'ensemble des expériences dans lesquelles la lumière ou bien l'interaction entre lumière et matière doivent être quantifiées. C'est un domaine de recherche en plein essor, à la frontière entre la mécanique quantique et l'optique.
On peut distinguer dans l'univers deux types de substance : la matière, qui possède une masse, et la lumière, de masse nulle. La lumière peut se propager dans le vide, toujours à la même vitesse.