Publication

Quantization, Doppler shift and invariance of the speed of light: some didactic problems and opportunities

Giorgio Margaritondo
1995
Journal Articles

Résumé

I discuss some of the didactic problems in the introduction to quantum physics based on the concept of photon. I specifically argue that the derivation of the photon energy from the relativistic Doppler shift offers stimulating didactic opportunities. A detailed form of this derivation reveals the subtle link between relativity and quantization, and also helps in elucidating the meaning of the invariance of the speed of light

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Giorgio Margaritondo
1995
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Concepts associés (32)

Photon

Le photon est le quantum d'énergie associé aux ondes électromagnétiques (allant des ondes radio aux rayons gamma en passant par la lumière visible), qui présente certaines caractéristiques de particule élémentaire. En théorie quantique des champs, le photon est la particule médiatrice de l’interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement interagissent, cette interaction se traduit d’un point de vue quantique comme un échange de photons.

Quantification (physique)

En physique, la quantification est une procédure permettant de construire une théorie quantique d'un champ à partir d'une théorie classique de ce champ. On parle parfois de seconde quantification pour la distinguer du principe de correspondance permettant de construire la mécanique quantique à partir de la mécanique classique, et que la procédure de quantification généralise. Le terme de quantification du champ est également utilisé, par exemple lorsque l'on parle de la « quantification du champ électromagnétique », dans laquelle les photons sont vus comme les quanta du champ.

Principe de relativité

Le principe de relativité affirme que les lois physiques s'expriment de manière identique dans tous les référentiels inertiels : les lois sont « invariantes par changement de référentiel inertiel ». Cela implique que pour deux expériences préparées de manière identique dans deux référentiels inertiels, les mesures faites sur l'une et l'autre dans leur référentiel respectif sont identiques : si je laisse tomber une balle, je constate la même trajectoire, que je réalise l'expérience sur le quai d'une gare ou dans un train en mouvement rectiligne uniforme.

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