Piège à lumière

[inviteec3fafed]

Il m'arrive de penser à des trucs idiots et j'ai besoin de votre aide pour celui-ci.
voila, si l'on imagine un cube de mirroirs qui ne laisse passer la lumière que d'un coté avec tourné à l'extérieur le coté qui laisse passer la lumière et à l'interieur des miroirs parfait et qu'on laisse ce cube au soleil.
Mes questions sont:
- Est-ce possible un tel cube (les matériaux le permette?) ? Si non imaginons une bulle interieurement rempli d'un mirroir parfait avec une ampoule allumée dedans.
- Les photons s'accumulent à l'intérieur et pour conserver l'énergie du système il se passe quoi?
Les interférences vont elles équilibrer le trop plein de photons? Si oui de la chaleure s'en dégage ?
Tout ca ressemble assez au rayonnement du corps noir, mais j'ai rien trouvé de satifaisant. Je suis pas spécialiste en physique mais si certains d'entre vous peuvent ont des réponses...
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[Jeanpaul]

Si le miroir est parfait dans un sens, il est aussi parfait dans l'autre !
Si on le met au soleil, comme il ne peut ni absorber ni émettre, il ne se passera rien.
Si on met une ampoule dans un cube parfaitement réfléchissant, comme l'énergie ne peut sortir, le filament va chauffer jusqu'à fondre car lui, comm eil émet (corps noir), il réabsorbe aussi.

[.:Spip:.]

C'est mega interessant ton truc, ca me plait bien. Je sais que pour le proget virgo, j'ai suivi une conf le dessus, il font de tres bon moroir. Le conferencié disait que les miroirs que nous avion chez nous reflechissent que 99.9 ù de la lumiere car il y a une partie metalique qui provoque des pertes par effet joule (bon c'est faible) mais ^pour ce projet, ils ont fait mieux.

il parlait d'une experience un peu comme la tienne, ou l'on introduisait dans une cavité de la lumiere et elle fesait des aller retour.... je ne sais plus trop pourquoi mais je vais revoir ca....

[inviteec3fafed]

Si le miroir est parfait dans un sens, il est aussi parfait dans l'autre !

Ouais c'est bien ce qu'il me semblait. Et une fibre optique qui amène de la lumière? Les interférences stopperont la lumière entrante? Il n'existe aucun moyen qu'un objet du genre existe?

il parlait d'une experience un peu comme la tienne, ou l'on introduisait dans une cavité de la lumiere et elle fesait des aller retour.... je ne sais plus trop pourquoi mais je vais revoir ca....

Ca serait cool si tu trouves un truc!
a+

[A voir en vidéo sur Futura]

[.:Spip:.]

en faite ca depand si tu prend uen lumiere monochromatique, et que la distance entre les deux miroirs de ta cavité est egale à n lambda ou n est un entier, alors tu as des interferences destructives

[Garion]

en faite ca depand si tu prend uen lumiere monochromatique, et que la distance entre les deux miroirs de ta cavité est egale à n lambda ou n est un entier, alors tu as des interferences destructives

Oui, mais en considérant les miroirs comme parfait, la conservation d'énergie va être respectée, l'énergie stockée dans le cube ne sera pas inférieure à celle qui a été injectée. Et elle augmentera indéfiniement tant qu'on en injectera.

[.:Spip:.]

ce que j'ai mis dans mon message 5 est vrai mais encore d'avantage si on mets n/2.

en effet, l'energie va augmenté du fait que les photons sont toujours dans la cavité....

on peut dire aussi que les photons vont appliquer uen pression de radiation sur les miroirs et donc les ecarter (enfin de la a ce que ce soit mesurable...)

[invite2db2a823]

Pour moi, pour qu'il n'y ait pas excessivement d'interférences destructives, il faut que le système soit focalisant. Le principe est utilisé dans les fours optiques qui montent à 2200-2500°C (ellipse de miroirs avec une hallogène ds chaque foyer de l'ellipse, point focal de qq millimètres...) Ils sont utilisés en particulier pour faire "pousser" des monocristaux par déplacement de la zone de fusion.

Si le système ne focalise pas, je vois pas comment une géométrie sphérique ou cubique pourrait ne pas engendrer des interférences destructives dans tous les coins

[Opale68]

Hello,

Lors de la fête de la Science à Colmar (68) (en 2002, je crois), le musée de l'optique de Biesheim (toujours 68), présentait cette étonnante animation :
Un faisceau laser alimentait en photons un jeu de miroirs. Ce faisceau se réfléchissait entre 2 miroirs, l'un réfléchissant, l'autre semi-réfléchissant, enrichi par l'arrivée de nouveaux photons. Une feuille de papier calque (donc laissant passer une part du laser) et située sur la trajectoire des "rebonds amplifiés" du faisceau laser, s'est consumée sans embrasement au bout de 90 secondes environ sur la trajectoire du faisceau.
Je n'ai pas plus d'explications, il ne s'agit que d'un témoignage de visu d'une expérience inédite pour moi ...
http://forums.futura-sciences.com/at...tid=1080&stc=1

[invite2db2a823]

C'est tout le principe du laser, une cavité résonnante avec d'un côté un miroir et de l'autre un semi réfléchissant, et chaque passage du faisceau dans la matrice laser (rubis ou saphir placé ds la cavité) déclenche le phénomène d'avalanches d'éléctrons, qui émettent des photons en rejoignant un niveau d'excitation moindre, donc augmentent la puissance du faisceau... jusqu'à ce que la barrière d'énergie pour franchir le semi miroir soit franchie, d'où le pulse.

Mais ds l'idée de pluton35, je vois pas où y aurait résonance...

[invite2db2a823]

Au fait, chaleur = température dans ta question pluton35 j'imagine, donc agitation thermique, pour ça il existe une invention qui a déjà quelques décennies. Un rayonnement électro magnétique qui fait s'agiter des molécules : les micro-ondes et les molécules d'eau

(je sais pas trop quel objectif tu vois à ton cube réfléchissant de l'intérieur, mais en tout cas le micro-onde y a déjà un brevet je crois )

[inviteec3fafed]

Moi je voudrai juste savoir si un tel système peut exister. Au départ l'idée c'était peut on réchauffer de l'eau par exemple dans une cuve du genre mise au soleil. Mais pour ça j'ai déja ma réponse (avouons qu'un micro-onde biologique ça aurait été sympas pour par exemple chauffé l'eau de la maison). M'enfin j'ai eut rapidement ma réponse...

Par Jeanpaul :
Si le miroir est parfait dans un sens, il est aussi parfait dans l'autre !

Maintenant je suis juste intrigué par le fait que l'énergie puisse s'accumulé dans un système réfléchissant...

Par Garion :
Oui, mais en considérant les miroirs comme parfait, la conservation d'énergie va être respectée, l'énergie stockée dans le cube ne sera pas inférieure à celle qui a été injectée. Et elle augmentera indéfiniement tant qu'on en injectera.

On peut vraiment accumuler ainsi de l'énergie indéfiniment ? Je veux dire ton laser, si on le laissait entre 2 miroirs réfléchissant un temps infini et puis on enlève un des 2 miroirs il en sort une énergie infinie?
En tout cas merci pour ton explication du laser et autres pour leurs participations

[BioBen]

On peut vraiment accumuler ainsi de l'énergie indéfiniment ?

Je pense qu'il y a un moment où le système va commencer à sentir le brulé et que tu vas devoir t'empresser de tout arrêter sinon tout part en fumée

a+
ben

[inviteec3fafed]

Je pense qu'il y a un moment où le système va commencer à sentir le brulé et que tu vas devoir t'empresser de tout arrêter sinon tout part en fumée

ouais c'est clair je commence déja à avoir chaud lol

[BioBen]

D'ailleurs Archimède a fait ce genre de trucs avec des miroirs paraboliques pour refléter les rayons du soleil et enflamer les voiles des assaillants Romains (qui venaient par bateau comme tu la sans doute compris) et a protégé sa ville (Syracuse) pendant un bon bout de temps.

Bah la c'est à peu près pareil, ton système va chauffer et à un moment Pouf ca s'enflamme (bon bien sûr tout dépend de la source d'energie intiale, si c'est le soleil ca cramera, si c'est une petite led fonctionnant avec des petites piles il n'y a pas trop de risque mais pas torp d'energie accumulée non plus, et aussi à quel point tu concentres (focalise) l'energie).

a+
ben

[invite2db2a823]

Pour que les photons entrent, il faut qu'un des miroirs ne soit pas parfait donc tu finis par pouvoir le franchir quand tu atteinds l'énergie nécessaire.

ou alors tu génères le rayon in situ par un système qui balance un flash et se désagrège... mais de toute façon y a pas de miroir infranchissables, ça reste du 99.9% d'efficacité donc tu finis par atteindre une énergie suffisante pour le franchir. Si le miroir parfait existait et qu'on générait un rayon dans une cavité résonante laser, j'imagine que tu atteindrais le point de fusion de ton matériau assez vite (un pulse laser se génère très vite - qq dizaines de nanosecondes je crois - et pourtant y a déjà un bon nombre de réflexions qui se sont produites... puisque 300 000 km/sec ds une cavité de qq centimètres... je vous laisse faire le calcul)

[BioBen]

puisque 300 000 km/sec ds une cavité de qq centimètres... je vous laisse faire le calcul

C'est bon sans calcul je crois que l'ordre de grandeur y est
300 000km/s ca nous fait du 30 000 000 000cm/s....ouh c deveint vite imposant

[Tofu]

Il y a une limite au nombre de photon / unité de volume ?

[invitec3f4db3a]

non les photon ne sont pas des fermions , ils peuvent se superposé ( fermion ? bosons ? rooo , je les confond )

[alaink]

En fait j'ai vu une article dans Pour la science il y a 3-4 ans sur des miroirs assez bizarres:
-dans un substrat genre silicium, on perce un reseau de petits trous cylindriques en grand nombre, de facon a ce que la distance entre deux trous est un multiple de la longueur d'onde.
- Les lois de l'electromagnetique etant ce qu'elles sont, le dispositif se comporte comme un miroir parfait (100%).

La partie interessante c'est qu'il est parfait seulement pour certaines incidences, ce qui permettrait en theorie d'avoir un miroir parfait dans un sens et "poreux" dans un autre. C'est un peu comme quand on caresse dans le "sens du poil" ou dans l'autre sens: la resistance n'est pas la meme.

je me souvient que je m'etais posé la meme question sur la creation d'une cavité completement fermée avec un dispositif createur de photons a l'interieur.
Il m'avait semblé que meme si on obligeait la lumiere a decrire une trajectoire "fermée" a l'interieur de la cavité, elle finirait par toucher le dispositif createur de lumière a un moment ou l'autre, dispositif qui ne reflechi pas la lumiere...

[invite2db2a823]

Il y a une limite au nombre de photon / unité de volume ?

là on touche à la dualité onde/corpuscule des photons

si on considère que ce sont des sphères dures et qu'on peut les "poser" côte à côte : cf le photon de planck : http://www.ensmp.fr/aflb/AFLB-241/aflb241p195.pdf

j'ai pas fait de calcul numérique, mais bon ça paraît un peu chaud de déterminer une "concentration" max de photons

[invite2db2a823]

Il m'avait semblé que meme si on obligeait la lumiere a decrire une trajectoire "fermée" a l'interieur de la cavité, elle finirait par toucher le dispositif createur de lumière a un moment ou l'autre, dispositif qui ne reflechi pas la lumiere...

c aussi mon avis, c pour ça que je parlais d'un dispositif qui se détruirait après le flash (à la mission impossible )

mais bon pure spéculation

[Rincevent]

Message de la modération:
Merci de mettre un titre plus explicite la prochaine fois...
Pour la modération,
Rincevent

[invitecc43cae8]

Salut !

s'il y a un trou pour faire entrer les photons... il y a un trou par où ils peuvent ressortir. En fait la concentration à l'intérieur sera inférieure ou égale à la concentration moyenne du faisceau entrant au niveau du trou. Pour ce qui est des miroirs argentiques ils réfléchissent en général 89% de la lumière.

A+
ventout

[invite2db2a823]

Ça se définit la concentration de photons ? Je sais qu'y a une unité, le lux, mais à priori ça désigne un flux.... (une quantité de photons selon un angle solide par unité de temps ou à peu près, nan ?)

Et j'ai du mal à voir comment on peut définir qu'il y a plein de lumière dans un volume donné (sur une surface ok, mais un volume ??), à moins que le volume en question ne soit un énorme monocristal transparent, qui nous fournirait l'info du nombre de photons qui lui cogne dedans, sur le même principe que le compteur Geiger pour le rayonnement gamma, mais avec un matériau qui crépite qd un photon le heurte...

On pourrait se balader avec sur les plages en août et se dire "Et bin, y a du photon dans le coin, indice 6 aujourd'hui les enfants !"

Mais non c'est idiot, les photons solaires ne viennent que d'une direction donc pas besoin d'un système de détection 3D, une bête cellule photovoltaïque suffit pour ça.

Enfin bon où mon imagination m'entraîne-t-elle, je me le demande...

[Folchter burman]

Bonjour.
Moi aussi j'ai de folles pensées.
Pour moi il est question de renvois de rayon de lumière infini.
Si on prends le schéma de opale68 mais que le rayon revienne pile la d'où il est parti, ma ma question est: si on éteint la source (le rayon laser) le rayon pourrait il se réfléchir quelque temps même après l'arrêt due la source en considérant qu'il y ai des pertes.
Et si nous avions un miroir parfait se pourrait il que nous ayons un allé retour sans fin.
Merci.

[JPL]

Et si nous avions un miroir parfait se pourrait il que nous ayons un allé retour sans fin.
Merci.

On a des miroirs presque parfaits, mais il faut y mettre le prix, et c’est utilisé par exemple dans les détecteurs d’ondes gravitationnelles pour augmenter par les allers et retours la longueur apparente des bras de ces gigantesques interféromètres.