Comment un photon peut il exercé une force sur un satellite

[inviteabb383e8]

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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[Gilgamesh]

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.

[pm42]

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.

[inviteabb383e8]

Merci pour vos réponse je vais regarder tous ca

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteabb383e8]

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

[Gilgamesh]

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.

[papy-alain]

Ca me rappelle ce gadget décoratif qui tournait tout seul lorsqu'il était éclairé : quatre plaques avec un côté miroir et un côté mat.

[inviteabb383e8]

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

[Gilgamesh]

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

[Gilgamesh]

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

[invitee6f0086a]

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,

[papy-alain]

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.

[Gilgamesh]

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.

[invitee6f0086a]

Merci Gilgamesh,

Une autre question du même style :

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

Merci,

[Gilgamesh]

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.

[invitee6f0086a]

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 ?

[pm42]

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.

[invitee6f0086a]

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,

[pm42]

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

[invitee6f0086a]

Il suffit de le peindre en blanc : https://www.space.com/19905-dangerou...ion-paint.html

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.