Déplacement obligatoire pour la lumière ?

[moricekilo]

Bonjour, juste une question qui me passe par l'esprit, pourquoi la lumière se sent-elle obligée de se déplacer sans cesse ? Je suis novice mais pressens une histoire de relativité du temps, sans certitude.
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[Nicophil]

Bonjour,

La lumière, c'est l'excitation du champ électromagnétique ; sa vitesse est une propriété physique de ce champ, elle ne dépend pas de la vitesse de l'exciteur.

[moricekilo]

Merci pour la réponse. Donc on ne sait pas pourquoi cette propriété de déplacement obligatoire existe ?

[mach3]

Le fait que les particules de masse nulle (dont le photon) se déplacent localement à une vitesse limite invariante est la conséquence du fait que l'espace-temps est localement minkowskien (c'est-à-dire que la métrique locale est celle de Minkowski). Pourquoi c'est comme ça et pas autrement, mystère...

m@ch3

[A voir en vidéo sur Futura]

[papy-alain]

La physique explique le comment.
Elle n'apporte jamais de réponse au pourquoi.

[invite80c87b9b]

Bonjour,

La meilleur représentation 'assez juste' de la vitesse limite que j'ai trouvé est la suivante :

On s'imagine un cône, à vitesse normal on se balade sur sa surface à sa base en effectuant des cercles(on fait pas vraiment des cercles c'est pour l'exemple)...plus on va vite plus je monte sur le cône; à .5c on se balade au centre et à c sur sa pointe.

Parenthèse on
La longeur des cercles (circonférence) on pourrait presque l'appeler gamma...au minimum la différence de longueur. Off

Pour monter sur le cône il faut fournir en énergie le volume exterieur du cône de sa base jusqu'au niveau à lequel on est. Donc plus on monte plus il faut fournir d'énergie...(faut faire une boite avec le cône, où il n'y a pas de cône...volume extérieur, et tout ce volume représente toute l'énergie de l'univers.)

Voila le décor...

Maintenant pour les petites bêtes de masse nul, pourquoi strictement c...et bien si elles veulent aller plus vite que c, c'est comme se demander comment aller plus haut que le sommet du cône!?

Si elles veulent aller moins vite et bien...Peut être regarder ce que Tcherenkov peut en dire...(mais le secret ici c'est qu'elles ne vont pas moins vite...le chemin parcouru est beaucoup plus long...mais bon je te laisse découvrir)

Alors il reste c...

La (ou ma) question serait plus:
Comment une impulsion en vient à préférer c que tout autre vitesse sur le cône ?...!

Et pour résumé en un mot : Minkowski !!

J'adore cet exemple. Simple, visuel, pas trop dans le champs pour de futur raisonnement...

Cdt

[mach3]

Purée, c'est juste du n'importe quoi incompréhensible, j'ai failli en vomir mon petit déjeuner...

m@ch3

[invite6c093f92]

Peut-être que pour comprendre, faut il le fumer...

[phys4]

Merci pour la réponse. Donc on ne sait pas pourquoi cette propriété de déplacement obligatoire existe ?

Vous pouvez remarquer que pour toutes les ondes le déplacement se fait par rapport à un milieu et leur vitesse est déterminée par ce milieu uniquement.
Dans un milieu matériel la vitesse peut être faible et il est possible d'aller à la vitesse de l'onde, qui parait alors stationnaire pour l'observateur en mouvement.

Pour les ondes qui n'ont pas de support matériel, le seul milieu est le vide, la vitesse alors imposée est la vitesse limite, qui constitue une sorte d'infini : un observateur ne peut jamais modifier cette vitesse, car le vide n'a pas de vitesse propre.

[invite1f43e2e0]

Si elles veulent aller moins vite et bien...Peut être regarder ce que Tcherenkov peut en dire...(mais le secret ici c'est qu'elles ne vont pas moins vite...le chemin parcouru est beaucoup plus long...mais bon je te laisse découvrir)

Si je ne me trompe pas, ce que tu dis est inexact, si tu fais référence à la vitesse de la lumière dans un milieu non-vide.
Le fait que cette vitesse est inférieure à c est du aux échanges énergétiques avec la matière (absorption/émission), ces échanges passant principalement par les électrons, cela ralentit la vitesse moyenne du parcours de la lumière (qui pour le coup est composé de multiple photons émis puis absorbés)

C'est bien cela ?

[invite1c6b0acc]

Si je ne me trompe pas, ce que tu dis est inexact, si tu fais référence à la vitesse de la lumière dans un milieu non-vide.
Le fait que cette vitesse est inférieure à c est du aux échanges énergétiques avec la matière (absorption/émission), ces échanges passant principalement par les électrons, cela ralentit la vitesse moyenne du parcours de la lumière (qui pour le coup est composé de multiple photons émis puis absorbés)

C'est bien cela ?

Ça me paraît assez farfelu d'expliquer un phénomène ondulatoire en se basant sur le photon :

Si on considère l'aspect ondulatoire, on a à chaque point une onde transmise et une onde réfléchie et la superposition des deux donne une onde plus lente.

Si on considère l'aspect corpusculaire, il faudrait expliquer comment une onde cohérente fait pour le rester après avoir traversé un milieu transparent. Chaque electron, quand il libère un photon, devrait le relacher avec exactement la bonne phase. Il faudrait aussi que tous les photons subissent exactement le même nombre d’absorption/réémission pour qu'ils soient tous ralentit de la même façon ...

On ne peut pas représenter la lumière (ni les autres particules, d'ailleurs) uniquement par son aspect corpusculaire.

[roro222]

pourquoi la lumière se sent-elle obligée de se déplacer sans cesse ?

Bonjour

Explication simple

C'est parce-que l'homme a décider d'appeler "lumière" un champs électromagnétique qui se déplace.
C'est à dire que si l'on observe un point fixe de l'espace traversé par la lumière, son champs ou plutôt ses champs varient dans le temps
Mais comme rien ne se perd dans notre monde, si au point observé un champs était fort et maintenant il est faible, c'est tout simplement qu'il s'est barré de là. Il y a eu déplacement.

[invite1f43e2e0]

Ça me paraît assez farfelu d'expliquer un phénomène ondulatoire en se basant sur le photon :

Si on considère l'aspect ondulatoire, on a à chaque point une onde transmise et une onde réfléchie et la superposition des deux donne une onde plus lente.

Si on considère l'aspect corpusculaire, il faudrait expliquer comment une onde cohérente fait pour le rester après avoir traversé un milieu transparent. Chaque electron, quand il libère un photon, devrait le relacher avec exactement la bonne phase. Il faudrait aussi que tous les photons subissent exactement le même nombre d’absorption/réémission pour qu'ils soient tous ralentit de la même façon ...

On ne peut pas représenter la lumière (ni les autres particules, d'ailleurs) uniquement par son aspect corpusculaire.

Pourquoi cela serait farfelue ?

Une onde n'est pas plus lente si on la superpose avec une autre (sinon la lumière que l'on reçoit sur Terre serait d'une lenteur infinie, vu que par définition le spectre d'émission d'un corps noir est continue...)

La superposition de deux fréquences n'a rien à voir (en plus c'est additif, donc ça peut être destructif, ou constructif, mais en aucun cas ça altère la vitesse de l'onde). On fait varier l'amplitude de l'onde pas sa vitesse de déplacement. De plus, un photon absorbé n'existe plus, il ne peut donc pas être superposé à un autre photon émis, ça n'a pas de sens, si ?

(en gros, tu peux "supprimer des fréquences" ou en ajouter d'autre, mais ça ne ralentit pas la vitesse de déplacement du photon, ça change juste sa forme d'onde (sa variation de l'amplitude).

Pour donner un autre élément d'explication, la vitesse de déplacement de la lumière est justement un des aspect corpusculaire. Sa longueur d'onde est elle un des aspects ondulatoire.

[invite1c6b0acc]

Je ne parlais pas d'ondes de fréquences différentes. Le spectre n'a rien à y voir.

La vitesse est aussi bien définie qu'on parle d'onde ou de particule.

Pour une explication détaillée de la vitesse de la lumière dans les milieux transparents, voir ici.

[invite1f43e2e0]

Je ne parlais pas d'ondes de fréquences différentes. Le spectre n'a rien à y voir.

La vitesse est aussi bien définie qu'on parle d'onde ou de particule.

Pour une explication détaillée de la vitesse de la lumière dans les milieux transparents, voir ici.

Ok, mon explication (plutôt avec les mains) recroise donc celle de LPFR (beaucoup plus claire) : L'onde émise étant avec un retard de phase, et bien c'est qu'elle a été émise plus tard par l'électron (du fait de la masse de l'électron si je ne m'abuse)

Merci pour cette citation !

[moricekilo]

Merci pour vos points de vue...

[moricekilo]

La physique explique le comment.
Elle n'apporte jamais de réponse au pourquoi.

Oui, un simple abus de langage. En tant qu'athée, et donc pas créationniste, mon "pourquoi" veut dire "comment se fait-il que..."
Je n'ai pas non plus l'habitude de voir du propos partout.


Merci à tous pour vous points de vues, je vais essayer de digérer tout ça

[Zefram Cochrane]

Bonjour

Explication simple

C'est parce-que l'homme a décider d'appeler "lumière" un champs électromagnétique qui se déplace.
C'est à dire que si l'on observe un point fixe de l'espace traversé par la lumière, son champs ou plutôt ses champs varient dans le temps
Mais comme rien ne se perd dans notre monde, si au point observé un champs était fort et maintenant il est faible, c'est tout simplement qu'il s'est barré de là. Il y a eu déplacement.

Bonjour,


Au revoir.

[Nicophil]

Je n'ai pas non plus l'habitude de voir du propos partout.

Qu'entends-tu par là ?

[invite72a6dfbc]

@ Papy-Alain : C'est exactement comme en religion : la Bible explique comment Dieu a créé le monde et l'Homme, mais jamais pourquoi...

[papy-alain]

Pour revenir au sujet initial, peut on déterminer la masse d'une particule en fonction de sa vitesse ?
Je pense particulièrement à l'expérience menée entre le LHC et Gran Sasso pour mesurer la vitesse des neutrinos.
Je lis partout que ceux-ci ont une masse infime, mais on ne semble pas en avoir une idée précise.

[roro222]

Explication simple
C'est parce-que l'homme a décider d'appeler "lumière" un champs électromagnétique qui se déplace.

Bonjour,

Au revoir.

Bonjour
Tu as raison, c'est mal exprimé. Pour être plus précis j'aurais du dire:
"C'est parce-que l'homme a décider d'appeler "lumière" la valeur locale d' un champs électromagnétique qui se déplace.
Cela te convient t'il ?

[Zefram Cochrane]

Bonjour,
Une onde est une perturbation se propageant dans un champ. Exemple , une onde mécanique à la surface d'un étang. Ici le champ est l'étang. Ce n'est pas lui qui se déplace.

[Zefram Cochrane]

La vitesse de la lumière est celle des particules de masse nulle (le photon pourrait même être là seule particule de masse nulle). Leur propriété est de se déplacer à la vitesse critique, celle qu'aucune particule matérielle ne pourra jamais atteindre (vitesse de la lumière donc). C'est limite haute de vitesse explique pourquoi les photons se déplacent obligatoirement dans le repère d'une particule matérielle.

[invite1f43e2e0]

Peut être on peut trouver un élément de réponse dans la relativité.

Le Photon étant supposé de masse nulle, sa contraction spatiotemporelle fait que pour lui, le temps et les distances n'existent pas (toute les distances se rapprochent pour fusionner en un seul point : sa position ; l'écoulement du temps extérieur qu'il perçoit devient nul).

Ainsi, pour le photon, il est arrivé à sa destination au moment même où il est parti, quelque soit le point et le temps de destination.
Si l'on se place dans n'importe quel autre repaire d'observateur, et bien c'est comme s'il se déplaçait en permanence à la vitesse de la lumière en suivant sa géodésique de chute libre.

Que pensez-vous de ce raisonnement ?

[Gilgamesh]

Peut être on peut trouver un élément de réponse dans la relativité.

Le Photon étant supposé de masse nulle, sa contraction spatiotemporelle fait que pour lui, le temps et les distances n'existent pas (toute les distances se rapprochent pour fusionner en un seul point : sa position ; l'écoulement du temps extérieur qu'il perçoit devient nul).

Ainsi, pour le photon, il est arrivé à sa destination au moment même où il est parti, quelque soit le point et le temps de destination.
Si l'on se place dans n'importe quel autre repaire d'observateur, et bien c'est comme s'il se déplaçait en permanence à la vitesse de la lumière en suivant sa géodésique de chute libre.

Que pensez-vous de ce raisonnement ?

Qu'il est aporétique. Ce qui signifie qu'une particule sans inertie, dont la vitesse est forcément c, ne constitue pas un référentiel valide, car on ne peut réaliser aucune mesure d'espace et de temps en son sein.

[invite1f43e2e0]

Certe, mais utilisons le raisonnement par les limites.

Plus on se rapproche de c, plus les distances pour aller d'un point à un autre se rapprochent, et le temps pour les parcourir faible.

A la limite vers l'infini, on a bien une compression de toute les distances en un seul point, et le temps pour aller à n'importe quel point de l'univers tendant également vers 0.

[Gilgamesh]

Certe, mais utilisons le raisonnement par les limites.

Plus on se rapproche de c, plus les distances pour aller d'un point à un autre se rapprochent, et le temps pour les parcourir faible.

A la limite vers l'infini, on a bien une compression de toute les distances en un seul point, et le temps pour aller à n'importe quel point de l'univers tendant également vers 0.

Oui, et du point de vue temporel, ça permet de rendre compte phénoménologiquement qu'une particule sans masse est forcément stable. C'est juste que si cette façon de voir les choses engendre un paradoxe, il ne faudra pas camper dessus.