Postsecondaire • 2a
On dit que dans le spectre électromagnétique, les fréquences commencent à 0 Hz et vont à l'infini. Le temps de Planck (unité de mesure de temps la plus petite) est d'environ 5, 391 x 10 exp -44 secondes. Mathématiquement, l'inverse du temps (1/t) donne la fréquence. J'en arrive à conclure qu'il y a une limite supérieure au spectre des fréquences. Pouvez-vous m'aider à comprendre cet dilemne svp ? -- Merci !
Explication d'Alloprof
Cette explication a été donnée par un membre de l'équipe d'Alloprof.
Bonjour PerleSage,
Merci pour ta question:)
Il existe effectivement une unité de Planck s'appliquant à la fréquence. Il s'agit de la fréquence de Planck. Exprimée en SI, elle correspond à:
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Elle est, tu as raison, déduite à partir du temps (durée) de Planck, correspondant au temps que prendrait un photon pour parcourir dans le vide la longueur de Planck (la plus petite longueur mesurable). La durée de Planck est donc effectivement la plus petite mesure temporelle applicable aux théories physiques actuelles.
En ce sens, la fréquence de Planck est la plus grande fréquence discernable, puisqu'il est impossible que deux évènements soient séparés par un temps moins long que la durée de Planck. La fréquence d'un phénomène physique ne peut donc pas dépasser 1/tP (temps de Planck).
Toutefois, il ne faut pas oublier que le système d'unité de Planck, dont le temps de Planck et la fréquence de Planck font partie, est un "système d'unités naturelles", qui est donc uniquement basé sur des constantes physiques universelles. Ce n'est pas le cas du système international d'unités (dont fait partie le Hz), qui est arbitraire. Selon le SI, la fréquence s'inscrit effectivement, en théorie, entre 0 Hz et l'infini.
Je ne pourrais malheureusement pas te dire exactement pourquoi la fréquence maximale du SI ne se limite pas à la fréquence de Planck exprimée en Hz. J'ai l'impression qu'il s'agit simplement d'une question de convention de système d'unité. Le SI, contrairement à un système d'unités naturelles, n'a pas la prétention de prendre en compte les limites des constantes physiques universelles. En ce sens, bien qu'en pratique la fréquence maximale soit celle de Planck, en théorie, le SI permet à la fréquence de s'étaler jusqu'à l'infini. On pourrait en effet relever la même contradiction avec les autres unités du SI, puisqu'elles sont généralement des échelles s'étalant jusqu'à l'infini.
Je te joins les articles Wikipédia que j'ai consultés pour répondre à ta question:
En espérant avoir répondu à ta question!
Kylan
En effet, tu as raison. Un autre exemple est l'énergie d'une onde :
E = h ν
h = constante de planck
v = fréquence
Or une fréquence infini va donner une énergie infini. Or l'énergie dans l'univers est fini. Donc une fréquence infini est impossible. La fréquence maximum est très grande, mais ne pourra jamais être infini.
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