Expérience de pensée

[fireblue35]

Bonjour,

J'ai essayé de faire une expérience de pensée hier, et il y a quelque chose pour laquelle j'aimerais confirmation, car je ne pense pas que ce soit faisable dans la réalité.

Prenons un objet en forme de sphère, il a un diamètre assez grand, on perce un trou dans cette sphère. Juste devant ce trou, il y a un espèce de "fusil" à electron qui envoie les electron avec une impulsion réglable.
On installe dans la sphère des capteurs, la sphère est opaque pour ne pas avoir d'interférence (le "fusil" couvre l'exterieur et ne laisse pas passer de lumière)
Chaque fois qu'un electron va passer près d'un capteur, le capteur va émettre un son. Chaque capteur est collé à l'autre et chaque capteur émet un son différent.
A chaque suite de son, on associe une fonction périodique.

Tirons un premier electron, plus l'impulsion donné par la machine est forte, plus la quantité de mouvement est faible et plus la vitesse est forte.
On a un mouvement vertical quasi nul quand l'impulsion est la plus forte possible.
Tout ceci est donc proportionnel à la force de l'impulsion.

Moins l'impulsion est forte, et plus la quantité de mouvement est importante, mais la vitesse est moins grande.

On peut conjecturer quelques formules, mais ce sont des formules de bases qu'on trouve partout.

On remarque egalement, par rapport à la fonction périodique, que quand l'impulsion sera forte, on aura une période faible avec une fréquence forte.
On aura le contraire pour une impulsion faible.

Mais ce qui m'interesse est autre. C'est la gravité, j'ai l'impression que c'est l'impulsion qui au final permet de conjecturer qu'une particule va faire tel ou tel mouvement aléatoire.
Quand l'impulsion est faible, alors on pourrait conjecturer que la gravité n'a pas ou presque pas d'effet sur la particule.

Ce qui est egalement etrange, c'est que j'ai l'impression que ce mouvement aléatoire est valable dans toute circonstance et qu'au final les particules ont une impulsion faible tout le temps et que cette impulsion permet egalement de conjecturer qu'au final ce n'est pas la gravité qui est prédominante dans le quantique mais plutôt les particules et leur propriétés elles-mêmes.

Aurais je raison ?

J'ai surêment dit des trucs faux, pourriez vous me les énoncer ?
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[Gilgamesh]

Je n'ai pas compris l'expérience.

Notamment ça : Chaque fois qu'un electron va passer près d'un capteur. Il est absorbé ou pas ?

[fireblue35]

ah non justement il est pas absorbé pour que la suite de son se fasse , j'avais pas pensé à ça merci gilgamesh, je vais essayer de faire un croquis

Le problème c'est ce que devient l'electron après, faudrait que je perfectionne le truc

[Gilgamesh]

S'il n'est pas absorbé, alors il échange de l'énergie et ça change son impulsion. Dans toutes les expériences de mécanique quantique, le problème de la mesure n'est pas du tout accessoire. La mesure peut changer radicalement le résultat de l'expérience, comme l'apparition ou non de figures d'interférence.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Chanur]

Tirons un premier electron, plus l'impulsion donné par la machine est forte, plus la quantité de mouvement est faible et plus la vitesse est forte.

Je ne comprends pas du tout cette phrase :
- Quel sens donnes-tu au mot "impulsion" si ce n'est pas un synonyme de "quantité de mouvement" ?
- Comment arrives-tu à ce que la vitesse soit plus grande quand la quantité de mouvement est plus faible (en mécanique newtonienne, la quantité de mouvement c'est p = mv où m est la masse et v la vitesse).

[fireblue35]

l'impulsion c'est la machine qui l'envoie, c'est en quelque sorte la force emise par la machine pour faire sortir l'electron.

Non, je me disais, plus la machine envoie une impulsion forte, plus au finale l’accélération est forte, et du coup plus la particule suit un mouvement horizontal, ce qui entraine une réduction des mouvements effectués par la particule pour atteindre le bout de la sphère.

Au contraire, moins la machine donne une poussée forte à l'electron, plus la particule va avoir un mouvement vertical et donc multiplier ses mouvements.
représente toi ce deuxième postulat comme un homme en apesanteur dans un vaisseau, non soumis à la gravité.
L'homme aurait à faire plus de mouvements pour atteindre le bout du vaisseau (s'accrocher au mur, se propulser avec ses mouvements etc..) que si il pouvait y aller directement en ligne droite, avec une accélération forte.

C'est en gros ce qu'il se passe avec l'electron.

[fireblue35]

Ce qui m'a amené à conjecturer, que les particules sont moins soumises à la gravité vu que leur mouvements se fait en apesanteur, aléatoirement . Mais il faudra pouvoir le voir/l'expérimenter pour le prouver

[Gilgamesh]

Ce qui m'a amené à conjecturer, que les particules sont moins soumises à la gravité vu que leur mouvements se fait en apesanteur, aléatoirement . Mais il faudra pouvoir le voir/l'expérimenter pour le prouver

Houla... Non, quelle que soit l'impulsion de la particule dans le sens horizontal, l'accélération de la pesanteur reste la même. C'est à dire que dans une durée donnée, la distance parcourue vers le bas sera la même.

[phys4]

Avant de concevoir des expériences complexes avec des canons à électrons, je pense qu'il serait mieux de commencer par les trajectoires de petites billes lancées à l'horizontale et l'analyse de leur trajectoire.

Un certain Galilée a commencé par cela et ça lui a réussi.

[jacknicklaus]

Bonjour,

J'ai essayé de faire une expérience de pensée hier, et il y a quelque chose pour laquelle j'aimerais confirmation, car je ne pense pas que ce soit faisable dans la réalité.

Prenons un objet en forme de sphère, il a un diamètre assez grand, on perce un trou dans cette sphère. Juste devant ce trou, il y a un espèce de "fusil" à electron qui envoie les electron avec une impulsion réglable.
On installe dans la sphère des capteurs, la sphère est opaque pour ne pas avoir d'interférence (le "fusil" couvre l'exterieur et ne laisse pas passer de lumière)
Chaque fois qu'un electron va passer près d'un capteur, le capteur va émettre un son. Chaque capteur est collé à l'autre et chaque capteur émet un son différent.
A chaque suite de son, on associe une fonction périodique.

Tirons un premier electron, plus l'impulsion donné par la machine est forte, plus la quantité de mouvement est faible et plus la vitesse est forte.
On a un mouvement vertical quasi nul quand l'impulsion est la plus forte possible.
Tout ceci est donc proportionnel à la force de l'impulsion.

Moins l'impulsion est forte, et plus la quantité de mouvement est importante, mais la vitesse est moins grande.

On peut conjecturer quelques formules, mais ce sont des formules de bases qu'on trouve partout.

On remarque egalement, par rapport à la fonction périodique, que quand l'impulsion sera forte, on aura une période faible avec une fréquence forte.
On aura le contraire pour une impulsion faible.

Mais ce qui m'interesse est autre. C'est la gravité, j'ai l'impression que c'est l'impulsion qui au final permet de conjecturer qu'une particule va faire tel ou tel mouvement aléatoire.
Quand l'impulsion est faible, alors on pourrait conjecturer que la gravité n'a pas ou presque pas d'effet sur la particule.

Ce qui est egalement etrange, c'est que j'ai l'impression que ce mouvement aléatoire est valable dans toute circonstance et qu'au final les particules ont une impulsion faible tout le temps et que cette impulsion permet egalement de conjecturer qu'au final ce n'est pas la gravité qui est prédominante dans le quantique mais plutôt les particules et leur propriétés elles-mêmes.

Aurais je raison ?

J'ai surêment dit des trucs faux, pourriez vous me les énoncer ?

Désolé, je ne comprends rien à ton expérience. j'ai mis en gras les points totalement incompréhensibles pour moi.

[fireblue35]

La fonction périodique mesure l'ecart entre chaque son, donc le temps que met la particule pour atteindre un autre capteur suivant l'impulsion envoyée par la machine.

Quand l'impulsion envoyée par la machine est forte, alors la particule se déplace vite. Elle met moins de temps à atteindre un autre capteur et peut en traverser plus. Donc on a bien une période faible (moins de temps) avec un écart resserré entre chaque intervalle sur la fonction périodique.

Le mouvement aléatoire, je peux le représenter par un homme non soumis à la gravité et sans point pour s'accrocher, son mouvement se fait en apesanteur aléatoirement.
Pour la dernière, ne pas en tenir compte, c'était faux.


C'est juste du mauvais vocabulaire, je me suis représenté l'experience en images, donc j'ai du y associer un vocabulaire qui était le mien et pas celui couramment utilisé, je m'excuse des conséquences engendrées.

[Chanur]

Le mouvement aléatoire, je peux le représenter par un homme non soumis à la gravité et sans point pour s'accrocher, son mouvement se fait en apesanteur aléatoirement.

Bah non ...
Qu'il y ait ou pas gravité, le mouvement se calcule (2ème loi de Newton aussi appelé principe fondamental de la dynamique) et n'a rien d'aléatoire.

[fireblue35]

aléatoire dans les mouvements effectués, quand tu observes les particules de poussière tu vois bien que leur mouvement ne va pas particulièrement d'un point A défini à un point B défini, elles volent juste dans la zone

[fireblue35]

Vous raisonnez en mot et vous vous rapportez à vos connaissances, je raisonne en images, cela engendre des malentendus.

[Bluedeep]

Vous raisonnez en mot et vous vous rapportez à vos connaissances, je raisonne en images, cela engendre des malentendus.

Jusqu'à preuve du contraire, les mots, eux, ont un sens.

[fireblue35]

et pas les images ?

Je n'ai critiqué personne. Je me demande comment aurait fait Einstein, qui réfléchissait en images, si il s'était payé ces reflexions.

[Bluedeep]

et pas les images ?

Disons que c'est potentiellement plus ambiguë.

[fireblue35]

Oui c'est vrai que leur sens peut être plus incertain, mais c'est mon mode de pensée exclusif, donc pour moi elles ont un sens quand je les utilise pour raisonner.
Je ne sais pas comment faire pour bien expliquer, il faudrait que je fasse une sorte de traduction.

[Gilgamesh]

Est ce que ça apporte quoi que ce soit de raisonner avec un électron plutôt qu'avec une balle de fusil dans ton expérience ?

Nan parce que quand tu parles d'électron, tout le monde imagine un problème de mécanique quantique alors qu'il semble que ce soit beaucoup plus basique que ça.

[fireblue35]

Une balle lancée avec une impulsion faible tombe sur le sol du à la gravité. Il semblerait que ce soit le contraire avec l'electron.

[phys4]

Une balle lancée avec une impulsion faible tombe sur le sol du à la gravité. Il semblerait que ce soit le contraire avec l'electron.

Dans un canon à électron, les forces électromagnétiques sont souvent énormes devant la pesanteur, que l'on néglige en général.
Cela ne signifie, en aucun cas, qu'elle s'inverse !

[jacknicklaus]

Une balle lancée avec une impulsion faible tombe sur le sol du à la gravité. Il semblerait que ce soit le contraire avec l'electron.

Euh... non.
Une balle avec une quantité de mouvement élevée "tombe" aussi (mais elle tombe plus loin, on pourrait dire). Et l'électron n'est pas insensible à la gravité.

J'ai l'impression que ton expérience de pensée embarque avec elle une erreur assez fondamentale sur la compréhension d'une loi de la physique, mais je ne met pas le doigt exactement sur le problème.

Une réponse à la question de Gilgamesh (post #19) nous mettrait certainement sur une piste.

[fireblue35]

je ne vois pas la contradiction avec mon message dans les deux première ligne. A part peut-être l'insensibilité, mais comment le prouve t-on ?

Pour la réponse, le principe d'incertitude bloque l'observation. Je le tire des premières expériences du livre de Feynman sur la mécanique quantique où il est démontré que les lois de la mécanique classique sont souvent fausses en mécanique quantique.

Une balle de fusil qui est tiré avec une grande impulsion va juste plus loin et tombe quand même, comme tu l'as indiqué, mon expérience permettrait de prouver ou non, que ce n'est pas le cas avec l'electron ou le quantique

[Gilgamesh]

Une balle lancée avec une impulsion faible tombe sur le sol du à la gravité. Il semblerait que ce soit le contraire avec l'electron.

Ok, donc comme je le soupçonnais ce sont bien ces bases qui te manquent.

Non, une balle et un électron lancés à la même vitesse adoptent exactement la même trajectoire.

Elle sera la composition de deux vitesses :

- une composante horizontale Vh=constante, la vitesse à la sortie du canon
- une composante verticale Vv=gt qui augmente linéairement comme le produit de l'accélération de la pesanteur par le temps

La composition des deux donne à la trajectoire la forme d'une parabole.

[fireblue35]

Je connais bien les composantes, les mouvements verticaux et horizontaux. Je pensais simplement que le déplacement des particules était contre-intuitifs par rapport à celui des objets normaux.

C'était la-dessus que j'avais faux donc. Cette expérience était justement là pour me faire acquérir les bases.

Merci gilgamesh.

[Gilgamesh]

Je connais bien les composantes, les mouvements verticaux et horizontaux. Je pensais simplement que le déplacement des particules était contre-intuitifs par rapport à celui des objets normaux.

C'était la-dessus que j'avais faux donc. Cette expérience était justement là pour me faire acquérir les bases.

Merci gilgamesh.

Disons, oui, je ne voudrais pas stériliser la suite, il existe bien une particularité fondamentale introduite par la physique dans la trajectoire des objets quantiques (électron...). Mais si on reste en première approximation, c'est ça, et en tout cas, ils tombent bien à la même vitesse que tous les autres corps dans le champ de gravité.

On en fait l'expérience directe dans certains dispositifs, les horloges à atomes froids, dans lesquels il importe d'observer des atomes à la vitesse la plus faible possible, idéalement au repos complet, pendant le plus longtemps possible. Sur Terre, les atomes qu'on injecte dans la cavité de mesure sous vide tombent vers le plancher en subissant la même accélération que n'importe quel corps qu'on lâche dans un champ de gravité. C'est pour ça qu'on fait le projet de placer ces horloges en orbite pour que le nuage d'atomes froids soit en apesanteur et reste le plus longtemps possible au centre de la cavité.

cf : PHARAO La future horloge à atomes froids de la Station Spatiale Internationale

[fireblue35]

D'accord, merci beaucoup !

[f.oreste]

l'impulsion c'est la machine qui l'envoie, c'est en quelque sorte la force emise par la machine pour faire sortir l'electron.

Non, je me disais, plus la machine envoie une impulsion forte, plus au finale l’accélération est forte, et du coup plus la particule suit un mouvement horizontal, ce qui entraine une réduction des mouvements effectués par la particule pour atteindre le bout de la sphère.

Au contraire, moins la machine donne une poussée forte à l'electron, plus la particule va avoir un mouvement vertical et donc multiplier ses mouvements.
représente toi ce deuxième postulat comme un homme en apesanteur dans un vaisseau, non soumis à la gravité.
L'homme aurait à faire plus de mouvements pour atteindre le bout du vaisseau (s'accrocher au mur, se propulser avec ses mouvements etc..) que si il pouvait y aller directement en ligne droite, avec une accélération forte.

C'est en gros ce qu'il se passe avec l'electron.

bah, avec une impulsion forte ou faible, dans l'espace seul le temp de déplacement differera ? si l'on considère l'impulsion comme une accélération instantanée, tel que peu le "vivre" une balle de fusil, ne recevant plus d'énergie par la suite...

de plus, plus la gravité est forte, plus elle aura une puissance sur la trajectoire, la balle d'un fusil touchant le sol au même moment que sa douille... de ce que plus "l'impulsion est forte" et plus la balle peut aller loin "dans sa chute...