Le photon serait plus gros qu'un électron ce qui expliquerait que le microscope électronique est plus puissant que celui optique?
pourtant un photon sans masse dans les équations se résume à un point mathématique. Je me trompe où?
Après mon espace où la matière serait contenue entre 2 tranches sphériques je récidive :)
Update:@Pierre : Merci. Je viens de lire que les particules sont toutes sans masse et qu'elles en acquière dans le champ de Higgs sauf celles comme le photon qui se déplace donc à la vitesse de la lumière. un électron se déplaçant à 50.000 km par secondes sois 6 fois mois vite et qui a cependant un meilleur pouvoir de séparation que le photon me laisse perplexe.
l'analogie du champ de neige du champs de Higgs tout autant
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Answers & Comments
C'est bien en quelque sorte une question de "taille", mais celle de la longueur d'onde associée !
La résolution d'un microscope est directement liée à la longueur d'onde du rayonnement utilisé.
Pour le photon, rayonnement électromagnétique, c'est simple : en lumière visible, quelques centaines de nm (390 à 780 nm, énergie 1,6 eV à 3,2 eV).
Pour une particule massive ("plus grosse" :o), la longueur d'onde associée (longueur d'onde de De Broglie, le "père" de la physique quantique) vaut :
λ = h/m.v (constante de Planck / quantité de mouvement)
Elle peut facilement être 1000 fois plus petite qu'en optique (quelques Angströms), avec un niveau d'énergie comparable.
Voir :
http://res-nlp.univ-lemans.fr/NLP_C_M04_G02/co/cou...
.
Le photon n'a pas de taille, et un électron non plus d'ailleurs. On peut juste définir une sorte de "rayon d'action" au delà duquel les actions à distance sont assez faibles. Mais en ce sens le photon est plus "gros" que l'électron, si vous voulez.
Une analogie sous forme d'ondes permet mieux d'imaginer ce qui se passe. Mais là il faut faire un peu de maths...
MAJ : La masse n'est pas en cause dans le fonctionnement du microscope électronique, c'est la longueur d'onde des particules qui fait le pouvoir séparateur.
L'explication de l'interaction de Higgs avec la neige ou une salle de réunion bondée est fantaisiste, c'est un peu comme si on expliquait que nous sommes poussés vers le sol par une pluie constante de petits pois qui disparaissent aussitot. Je cherche une meilleure analogie, quand j'aurai trouvé je ferai une video là dessus.
Bien malin serait celui qui pourrait donner la taille du photon.
C'est la longueur d'onde de l'instrument d'observation qui fait sa précision. Plus sa longueur d'onde est petite et plus elle permet des observations précises.
Plus la longueur d'onde électromagnétique est petite et plus l'observation est précise, à condition d'avoir les bon instruments d'observation.
Les électrons ont une longueur d'onde utilisable plus petite.
À l'échelle nanoscopique la notion de taille devient floue.
Tu as toujours l'idée du petit électron tournant autour du gros noyau ? Chasse-t-en l'idée.
Parce que le premier est moins massif que le second et qu'à notre échelle c'est une grandeur extensive, on c'est forgé cette image didactique fausse.
Comment déterminer la taille d'une particule ?
On a le choix :
- en faisant des collisions et cherchant la section efficace. Manque de chance selon l'interaction en cause la même particule va avoir plusieurs sections efficaces … Une particule à géométrie variable en sorte. Bon là encore on peut se satisfaire d'une explication conventionnelle, macro : la portée dépend de l'interaction donc son influence donc le rayon sous lequel l'influence est forte. C'est pourquoi il faut aller bien taper dans le noyau pour voir les sections efficaces nucléaires fortes et faibles alors que celle de l'EM se sent à distance.
- déjà fait interférer des particules ? La première fois avec des particules de matière comme l'électron, ça surprend de le voir se comporter comme un photon. Et que voit-on ? Si une dimension caractéristique de la particule est plus petite que celle du dispositif, rien ne se passe ou tout se passe comme si elle traversait sans encombre, sans « voir », « taper » dans le dispositif.
Et que remarque-t-on ? Que plus l'énergie est grande, plus sa masse donc est grande, plus cette longueur est petite.
- de telles longueurs il y en a plusieurs : Compton, de Broglie, façon Planck, …
En fait dans la réalité des particules, ce sont les longueurs d'ondes qui tiennent le plus de place. Donc les particules légères ont une grande longueur d'onde, soit une forme de section efficace large, qui les fait interagir plus facilement avec leur environnement (ce qui est « naturel », « conventionnel » si on pense à un ballon de baudruche ou un boule de pétanque dans le vent ou à celui qui étend ses bras ou les serre sur son corps.
La "puissance" ???
La résolution est liée à la longueur d'onde.
Quand au microscope "électronique", il en existe de bien des technologies.
La longueur d'onde de l'électron utilisé est plus courte que celle du photon, donc la résolution est meilleure. Encore faut-il savoir ce qu'est la longueur d'onde d'une particule quantique.
Et rien ne sert de grossir si la résolution est mauvaise ; on peut grossir une image autant qu'on veut, ça ne sert à rien si l'on ne peut rien y distinguer.
Je ne saisis guère la physique quantique!
peut-être