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Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite



  1. #1
    NeverFF

    Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite


    ------

    Mesdames messieurs bonjour

    Dans la soirée j'ai pu regardé une vidéo du cnes sur un satélite plus particulièrement le satellite microscope qui a pour de vérifier le principe équivalence dans l'espace ( je vous met le lien si dessous).
    Dans cette vidéo la personne interview nous explique qu'il utilise des mini propulseurs pour "retirer les forces parasites " et dans celles ci il parle
    a mon plus grand étonnement des photons. Je ne comprends vraiment pas comment les photons peuvent exercé une force.

    Une pression P=F/S
    avec F=mxG
    etant donnée que le photon est une particule élémentaire celui n'a pas de masse.
    Puis on m'a parlé de la quantité de mouvement p
    etant donnée que p= mxV
    cela ne m'avance guère.

    Pourriez m'expliqué ou me partager un lieu de vidéo ou d'article.
    Je vous remercie d'avance
    Never ff

    https://www.youtube.com/watch?v=Z7CVjWykPsQ

    -----

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  3. #2
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    L'expression de l'énergie en relativité s'exprime par l'expression quadratique suivante :

    E² = (mc²)² + (pc)²

    avec
    m la masse
    p l'impulsion
    c la vitesse de la lumière

    Pour le photon m = 0 donc :

    E = pc

    L'impulsion p transportée par un photon est donc :

    p = E/c

    Ceci dit, soyons clair : cet enchaînement (correct) ne prouve rien en soi : c'est de la Physique, pas des math.
    Il se trouve que les photons ont bien une impulsion (c'est vérifiable expérimentalement) et que la valeur de cette impulsion se calcule parfaitement avec cette équation de l'énergie.
    Dernière modification par Gilgamesh ; 22/01/2018 à 17h27.
    Parcours Etranges

  4. #3
    pm42

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    La formule pour la quantité de mouvement est simplement différente.

    http://forums.futura-sciences.com/ph...en-photon.html

    Si tu tapes "photon quantité de mouvement" dans le moteur de recherche du forum ou sur le Net, tu vas trouver plein de références.

  5. #4
    NeverFF

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    Merci pour vos réponse je vais regarder tous ca

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    NeverFF

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    j'ai pu calculé l' impulsion d'un photon avec p = h* lambda avec h étant la constante de plank

    Pour etre clair impulsion est bien un autre terme pour désigner la quantité de mouvement ce ne sont pas deux choses différentes ? Car si c'est le cas je ne comprend pas

    car je trouve J.s.m^-1 pour p avec h en J.s et lambda en m

    merci d'avance pour le temps que vous consacrez à mon poste

    et kg⋅m⋅s−1 pour la quantité de mouvement

  8. #6
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    Citation Envoyé par NeverFF Voir le message
    j'ai pu calculé l' impulsion d'un photon avec p = h* lambda avec h étant la constante de plank

    Pour etre clair impulsion est bien un autre terme pour désigner la quantité de mouvement ce ne sont pas deux choses différentes ? Car si c'est le cas je ne comprend pas

    car je trouve J.s.m^-1 pour p avec h en J.s et lambda en m

    merci d'avance pour le temps que vous consacrez à mon poste

    et kg⋅m⋅s−1 pour la quantité de mouvement
    C'est l'énergie E qui est égale à hν, et non p

    L'impulsion p, qui est bien synonyme de quantité de mouvement, c'est donc le ratio d'une énergie par une vitesse p=E/c

    L'énergie ce sont des kg.m²/s² (exemple: E = mc²).

    Si on divise ça par c (des m/s) on a donc des kg.m/s qui est bien l'unité dans laquelle s'exprime la quantité de mouvement, produit d'une masse par une vitesse.
    Dernière modification par Gilgamesh ; 22/01/2018 à 21h03.
    Parcours Etranges

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  10. #7
    papy-alain

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    Ca me rappelle ce gadget décoratif qui tournait tout seul lorsqu'il était éclairé : quatre plaques avec un côté miroir et un côté mat.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  11. #8
    NeverFF

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    Oui erreur dans le précédant message.

    E= pc ici car la masse est nulle
    p=E/c soit
    p=h*c/λ*c
    p=h/λ

    Cependant je retombe toujours sur cette erreur de signe car avec la formule si dessus je tombe sur des J.s.m^-1

    Tampis passons a ma seconde question.

    Comment avec une pulsation qui est en kg.m.s^-1 je peux trouver une pression en Pa ou une force en N?


    Plus particulièrement la pression exercé par le photon sur le satellite

  12. #9
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    Citation Envoyé par NeverFF Voir le message
    Oui erreur dans le précédant message.

    E= pc ici car la masse est nulle
    p=E/c soit
    p=h*c/λ*c

    Mais y'a pas besoin de développer, E/c suffit et je le détaille dans le message d'avant.

    Comment avec une pulsation qui est en kg.m.s^-1 je peux trouver une pression en Pa ou une force en N?
    En ne vous trompant pas dans vos calculs ^^

    Plus particulièrement la pression exercé par le photon sur le satellite
    Pour calculer la pression de radiation sur un voile solaire, il y a une subtilité : il faut compter 2E/c parce que le photon frappe la surface puis rebondit, dans le cas d'une surface réflechissante. Si la surface n'est que partiellement réflechissante, il faut je pense multiplier par (1 + A) avec A l'albédo (pour une surface parfaitement réfléchissante, on a A = 1 et on retrouve le facteur 2).

    La pression pour une surface perpendiculaire au flux Φ est donc égale à :

    P = (1+A) Φ/c

    avec Φ en W/m²

    A 1 UA du Soleil, Φ = 1380 W/m² et pour A=1 on a P = 9,3 µPa
    Dernière modification par Gilgamesh ; 24/01/2018 à 12h30.
    Parcours Etranges

  13. #10
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Ca me rappelle ce gadget décoratif qui tournait tout seul lorsqu'il était éclairé : quatre plaques avec un côté miroir et un côté mat.
    Oui, le radiomètre de Crookes, mais le principe de mouvement de ce genre de petit moulin est plus complexe. Si c'était la poussée radiative qui était à l'oeuvre, le dispositif devrait fonctionner dans un vide poussé. Or ce n'est pas le cas, il faut la présence d'un gaz résiduel pour qu'il fonctionne, et l'hélice tourne dans le sens inverse de ce qui serait attendu s'il s'agissait bien de la poussée de radiation : la pression devrait être plus forte sur les faces blanches (A ~ 1) que sur les faces noires (A ~ 0). Et c'est l'inverse qu'on constate. On pense que la poussée résulte du fait que les molécules du gaz résiduel sont plus chauffées sur les faces noires et que c'est la poussée de ce gaz qui fait tourner le bouzin.

    https://couleur-science.eu/?d=2015/0...tre-de-crookes
    Dernière modification par Gilgamesh ; 24/01/2018 à 12h36.
    Parcours Etranges

  14. #11
    daniel100

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Oui, le radiomètre de Crookes, mais le principe de mouvement de ce genre de petit moulin est plus complexe. Si c'était la poussée radiative qui était à l'oeuvre, le dispositif devrait fonctionner dans un vide poussé. Or ce n'est pas le cas, il faut la présence d'un gaz résiduel pour qu'il fonctionne, et l'hélice tourne dans le sens inverse de ce qui serait attendu s'il s'agissait bien de la poussée de radiation : la pression devrait être plus forte sur les faces blanches (A ~ 1) que sur les face noire (A ~ 0). Et c'est l'inverse qu'on constate. On pense que la poussée résulte du fait que les molécules de gaz résiduelles sont plus chauffées sur les faces noires et que c'est la poussée de ce gaz qui fait tourner le bouzin.

    https://couleur-science.eu/?d=2015/0...tre-de-crookes
    Bonjour à tous,

    J’espère rester dans l’esprit de la question initiale

    J’ai un petit exercice de pensé à vous soumettre :

    Je place deux miroirs dans le « vide » « parfaitement » l’un en face de l’autre, les deux miroirs ne sont pas trop proches afin d’éviter l’effet Casimir. Il y a un ou plusieurs photons qui font des aller/retour d’un miroir à l’autre, les trajectoires des photons sont « parfaitement » perpendiculaires aux miroirs.

    Question : les deux miroirs vont-ils s’éloigner ?

    La raiponce de Gilgamesh me fait penser que non, juste pour confirmation dans ce cas précis.

    Merci,
    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

  15. #12
    papy-alain

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Oui, le radiomètre de Crookes, mais le principe de mouvement de ce genre de petit moulin est plus complexe. Si c'était la poussée radiative qui était à l'oeuvre, le dispositif devrait fonctionner dans un vide poussé. Or ce n'est pas le cas, il faut la présence d'un gaz résiduel pour qu'il fonctionne, et l'hélice tourne dans le sens inverse de ce qui serait attendu s'il s'agissait bien de la poussée de radiation : la pression devrait être plus forte sur les faces blanches (A ~ 1) que sur les face noire (A ~ 0). Et c'est l'inverse qu'on constate. On pense que la poussée résulte du fait que les molécules de gaz résiduelles sont plus chauffées sur les faces noires et que c'est la poussée de ce gaz qui fait tourner le bouzin.

    https://couleur-science.eu/?d=2015/0...tre-de-crookes
    Je n'avais jamais fait attention au fait qu'il tournait à l'envers.
    Une fois de plus, j'ai appris quelque chose. Merci Gilga.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

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  17. #13
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    Je place deux miroirs dans le « vide » « parfaitement » l’un en face de l’autre, les deux miroirs ne sont pas trop proches afin d’éviter l’effet Casimir. Il y a un ou plusieurs photons qui font des aller/retour d’un miroir à l’autre, les trajectoires des photons sont « parfaitement » perpendiculaires aux miroirs.

    Question : les deux miroirs vont-ils s’éloigner ?

    La raiponce de Gilgamesh me fait penser que non, juste pour confirmation dans ce cas précis.
    Ben si, les deux miroirs vont s'éloigner (avec une accélération infime), et cela va entraîner un (très léger...) redshift des photons qui rebondissent dans la cavité.
    Parcours Etranges

  18. #14
    daniel100

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    Merci Gilgamesh,

    Une autre question du même style :

    Je mets une lampe torche allumée dans le vide, va telle théoriquement reculer ?

    Merci,
    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

  19. #15
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    Merci Gilgamesh,

    Une autre question du même style :

    Je mets une lampe torche allumée dans le vide, va telle théoriquement reculer ?

    Merci,
    Oui, c'est même en projetant des photons parfaitement collimatés derrière soi qu'on atteint théoriquement la meilleure impulsion spécifique.
    Parcours Etranges

  20. #16
    daniel100

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Oui, c'est même en projetant des photons parfaitement collimatés derrière soi qu'on atteint théoriquement la meilleure impulsion spécifique.
    Pardonnez moi de poser des questions basic sur les photons, mais ceux-ci sont et seront toujours mystérieux pour moi, j’essaye donc de me les représenter par des expérimentations.

    Bon ! Donc la lampe va reculer, mais j’ai appris ici que pour qu’il y a propulsion, il doit y avoir éjection de matière, et donc éjection de masse (à corriger).

    Les photons n’ayant pas de masse, je ne comprends plus, quelle force propulse la lampe.

    Je ne fais pas référence à la propulsion ionique qui est un jet de particules accélérées et donc de masse (probablement très mal formulé).

    Pour revenir à ma lampe torche, je lui mets des panneaux solaires et Hop ! j’ai un petit vaisseau spatial, c’est ça ?
    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

  21. #17
    pm42

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    Tu as lu le fil ? Tout est quand même expliqué dans le détail notamment via le concept de quantité de mouvement. De plus, l'absence de masse ne devrait pas te perturber puisque tu sais que la masse et l'énergie sont 2 manifestations de la même chose.

  22. #18
    daniel100

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    Citation Envoyé par pm42 Voir le message
    Tu as lu le fil ? Tout est quand même expliqué dans le détail notamment via le concept de quantité de mouvement. De plus, l'absence de masse ne devrait pas te perturber puisque tu sais que la masse et l'énergie sont 2 manifestations de la même chose.
    Je pense avoir ma réponse.

    On peut donc engendrer une propulsion soit par éjection de masse soit par éjection d’énergie.

    J’avoue que la notion « éjecter de l’énergie » ne me parle pas mais je prends note.

    Donc facile de dévier un astéroïde, quelques projecteurs sur celui-ci et le problème est réglé.

    Ok pour moi ! et merci,
    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

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  24. #19
    pm42

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    Donc facile de dévier un astéroïde, quelques projecteurs sur celui-ci et le problème est réglé.
    Il suffit de le peindre en blanc : https://www.space.com/19905-dangerou...ion-paint.html

  25. #20
    daniel100

    Re : Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

    Citation Envoyé par pm42 Voir le message
    C’est fou, j’y avais pensé !

    Je n’avais pas osé en faire part ici de peur de passer pour un débile

    Super, merci pour le lien.
    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

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