lois inverse du carré de la distance,pourquoi???
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lois inverse du carré de la distance,pourquoi???



  1. #1
    invite47e0ec41

    lois inverse du carré de la distance,pourquoi???


    ------

    bonsoir!



    je crois que la luminosite est fonction de l'inverse du carré de la distance(peut-etre expliquant le pseudo paradoxe de la nuit noire)tout comme la gravité.
    il y a t-il d'autres lois dans ce cas et celà a t-il une explication(peut-etre l'expansion de l'univers(sa vitesse fonction carrée???)).
    merci pour vos reponses!



    cordialement!

    -----

  2. #2
    Garlik

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    La "luminosité", ce n'est pas autre chose que la mesure de la fraction de l'énergie émise par une source de rayonnement électromagnétique par un capteur.

    Si l'on considère une source ponctuelle isotrope alors, par définition, cette source va rayonner dans toutes les directions avec la même intensité.

    Un capteur, situé à une distance r de la source et présentant une surface s perpendiculaire au rayonnement, va alors capter une fraction de l'énergie émise. Cette fraction représente le rapport entre la surface s du capteur et la surface S d'une sphère imaginaire dont le centre est la source et le rayon vaut r (parceque l'énergie totale de la source se répartit uniformément sur cette sphère imaginaire).

    La surface S d'une sphère s'exprimant , on peut alors exprimer l'energie E reçue par le capteur :



    CQFD

  3. #3
    invite47e0ec41

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    bonsoir!



    j'ai assez bien compris alors peut-etre que pour la gravité c'est la meme chose de par son "rayonnement" on a aussi à faire avec une sphère imaginaire comme tout ce qui concerne le spatial?





    amicalement!

  4. #4
    invite47e0ec41

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    rebonsoir!




    en fait dans tous les cas concernés l^2=r^2 d'ou l'inverse du carré de la distance mais il y a t-il d'autres lois et formules concernées?
    merci!





    cordialement!

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite47e0ec41

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    rebonsoir!



    je vais avancer une hypothese saugrenue si l'univers est en expansion de façon uniforme il constitue une sphère et alors peut-etre sa vitesse d'expansion est fonction de r^2 ???
    mon Dieu(de la physique)pardon!




    cordialement!

  7. #6
    Garlik

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    La gravitation n'est pas un rayonnement mais une interaction. Cela dit, la force de gravitation s'exerçant sur un corps est en effet proportionnelle à l'inverse de la distance du corps à la source.

    Ce fait se déduit de la loi de Huyghens sur la force centrifuge et de la troisième loi de Képler

    Démonstration :



    CQFD encore

  8. #7
    DonPanic

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Citation Envoyé par Garlik Voir le message
    La "luminosité", ce n'est pas autre chose que la mesure de la fraction de l'énergie émise par une source de rayonnement électromagnétique par un capteur.

    Si l'on considère une source ponctuelle isotrope alors, par définition, cette source va rayonner dans toutes les directions avec la même intensité.

    Un capteur, situé à une distance r de la source et présentant une surface s perpendiculaire au rayonnement, va alors capter une fraction de l'énergie émise. Cette fraction représente le rapport entre la surface s du capteur et la surface S d'une sphère imaginaire dont le centre est la source et le rayon vaut r (parceque l'énergie totale de la source se répartit uniformément sur cette sphère imaginaire).

    La surface S d'une sphère s'exprimant , on peut alors exprimer l'energie E reçue par le capteur :



    CQFD
    En voilà une manière bien compliquée d'expliquer
    que la luminosité d'un objet est fonction de l'inverse du carré de la distance
    parce que c'est la surface apparente, laquelle est de produit de deux dimensions, qui diminue proportionnellement avec la distance

  9. #8
    Paminode

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Citation Envoyé par Garlik Voir le message
    La gravitation n'est pas un rayonnement
    Bonjour Garlik,

    Question naïve : si l'on considère que le graviton existe, l'interaction gravitationnelle n'est-elle pas assimilable à un échange de gravitons (à l'image de l'échange de photons dans l'interaction électromagnétique), donc d'une certaine manière à un rayonnement de gravitons ?
    Ou encore à un rayonnement d'ondes gravitationnelles ?

    Paminode

  10. #9
    Garlik

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Citation Envoyé par DonPanic Voir le message
    En voilà une manière bien compliquée d'expliquer
    que la luminosité d'un objet est fonction de l'inverse du carré de la distance
    parce que c'est la surface apparente, laquelle est de produit de deux dimensions, qui diminue proportionnellement avec la distance
    Mon explication est vraiment SI compliquee que ca ? De toute facon c'est la seule qui rend compte rigoureusement de ce fait.
    Pour ton explication, je la trouve bancale : c'est bien du carre de la distance a la source dont il est question, pas du fait que la surface apparente s'exprime par la mutliplication de deux donnees. D'ailleurs, si on veut etre vraiment rigoureux, c'est plutot la notion d'angle solide qui exprime le mieux la repartition d'energie dans l'espace, et c'est donc d'un volume qu'il s'agit...donc incompatible avec ton explication...

    Citation Envoyé par Paminode Voir le message
    si l'on considère que le graviton existe, [...] donc d'une certaine manière à un rayonnement de [...]
    Ben, par definition oui. Mais il reste que le graviton n'est qu'une particule hypothetique, jamais observee a ce jour.

  11. #10
    DonPanic

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Citation Envoyé par Garlik Voir le message
    Pour ton explication, je la trouve bancale : c'est bien du carre de la distance a la source dont il est question, pas du fait que la surface apparente s'exprime par la mutliplication de deux donnees.
    Ben non, "la luminosité est fonction de l'inverse du carré de la distance" est l'expression mathématique de la réduction de la surface apparente de l'objet qui émet, en fonction de sa distance à l'observateur.

    D'ailleurs, si on veut etre vraiment rigoureux, c'est plutot la notion d'angle solide qui exprime le mieux la repartition d'energie dans l'espace, et c'est donc d'un volume qu'il s'agit...donc incompatible avec ton explication...
    L'observateur, il s'en fiche bien que ce soit "une répartition dans un volume", ce qui lui importe, c'est ce qu'il peut mesurer et déduire, il commencera par mesurer l'objet et sa distance

  12. #11
    Garlik

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Citation Envoyé par DonPanic Voir le message
    parce que c'est la surface apparente, laquelle est de produit de deux dimensions, qui diminue proportionnellement avec la distance
    Ben désolé, mais je trouve toujours cette explication fumeuse ; je ne vois pas le rapport entre le fait le fait qu'une surface soit "le produit de deux dimensions" et un rapport inversement proportionnel au carré de la distance à une source. Cela reste une "explication", mais certainement pas une "démonstration"

    Dans mon post, je n'ai pas proposé une "explication", j'ai "démontré" ce rapport, et la démonstration nécessite de poser quelques principes de base...et quelques équations que j'estime d'un niveau élémentaire.

    Citation Envoyé par DonPanic Voir le message
    Ben non, "la luminosité est fonction de l'inverse du carré de la distance" est l'expression mathématique de la réduction de la surface apparente de l'objet qui émet, en fonction de sa distance à l'observateur.
    Non pas du tout, la réduction de la surface apparente d'un objet n'est pas une fonction de l'inverse du carré de la distance de l'observateur. C'est le rapport entre la surface de l'objet et celle de la sphère dans laquelle il s'inscrit qui suit cette loi. Ce qu'exprime d'ailleurs la démonstration proposée.


    Citation Envoyé par DonPanic Voir le message
    L'observateur, il s'en fiche bien que ce soit "une répartition dans un volume", ce qui lui importe, c'est ce qu'il peut mesurer et déduire, il commencera par mesurer l'objet et sa distance
    Et alors ???

  13. #12
    Garlik

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Citation Envoyé par Garlik Voir le message
    Non pas du tout, la réduction de la surface apparente d'un objet n'est pas une fonction de l'inverse du carré de la distance de l'observateur.
    Note perso : se méfier d'une longue journée de travail ; on écrit généralement des âneries après cela. Oubliez ce passage...

  14. #13
    GillesH38a

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    surface apparente, ça veut rien dire (c'est quoi l'unité?). Ce qui se réduit, c'est l'angle solide. Et effectivement il est en 1/r2, et effectivement le produit de deux angles, donc c'est juste que la loi en carré inverse est une conséquence de la dimension 3 de notre espace , moins un.

  15. #14
    Paminode

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Bonjour,

    Personnellement, j'ai toujours entendu dire que la loi en 1/d2 venait du fait que, si une source rayonne, c'est sur la surface d'une sphère en 4 pi r2 ; par conséquent plus r augmente, plus la surface augmente elle aussi, en r2 cette fois, et donc plus l'énergie en un point diminue en 1/r2, par "dilution" de l'énergie rayonnée sur la surface.

    Paminode

  16. #15
    DonPanic

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Citation Envoyé par Garlik Voir le message
    Note perso : se méfier d'une longue journée de travail ; on écrit généralement des âneries après cela. Oubliez ce passage...
    Vous devez vous-même être absolument épuisé mentalement pour n'être pas capable de raisonner en géométrie de base et de constater et d'admettre que si la distance d'un objet double par rapport à un observateur, sa surface apparente est divisée au carré de cette distance ainsi que la quantité de lumière reçue par l'observateur si l'objet émet de la lumière

  17. #16
    DonPanic

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Citation Envoyé par gillesh38 Voir le message
    surface apparente, ça veut rien dire (c'est quoi l'unité?).
    L'unité est celle que vous voulez, il suffit que vous observiez un objet en interposant entre vos yeux et cet objet une trame à distance fixe de vos yeux et perpendiculaire à la direction du regard

  18. #17
    invite47e0ec41

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Citation Envoyé par DonPanic Voir le message
    Vous devez vous-même être absolument épuisé mentalement pour n'être pas capable de raisonner en géométrie de base et de constater et d'admettre que si la distance d'un objet double par rapport à un observateur, sa surface apparente est divisée au carré de cette distance ainsi que la quantité de lumière reçue par l'observateur si l'objet émet de la lumière

    bonjour!


    ça explique entre autre en partie le paradoxe de la nuit noire d'après moi(en plus de la mort des etoiles officiellement)!



    cordialement!

  19. #18
    Paminode

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Citation Envoyé par debroglie66 Voir le message
    ça explique entre autre en partie le paradoxe de la nuit noire d'après moi(en plus de la mort des etoiles officiellement
    Bonjour,

    En général, le paradoxe d'Olbers s'explique par plusieurs raisons :
    - la finitude de la vitesse de la lumière, qui entraîne que la lumière des étoiles situées au-delà d'une certaine distance n'a pas eu le temps de nous parvenir depuis le BgBg ;
    - l'absorption de la lumière émise par les étoiles, par des nuages froids de gaz et de poussière ;
    - l'expansion de l'espace, qui allonge la longueur d'onde de la lumière émise par les étoiles depuis le visible vers l'infrarouge invisible à l'oeil.

    Paminode

  20. #19
    Paminode

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Citation Envoyé par DonPanic Voir le message
    Vous devez vous-même être absolument épuisé mentalement pour n'être pas capable de raisonner en géométrie de base et de constater et d'admettre que si la distance d'un objet double par rapport à un observateur, sa surface apparente est divisée au carré de cette distance ainsi que la quantité de lumière reçue par l'observateur si l'objet émet de la lumière
    Bonjour,

    Je ne comprends pas l'intérêt de cette idée de surface apparente d'un objet lumineux.
    Il me paraît plus simple de partir de l'idée d'une source ponctuelle, dont l'énergie lumineuse émise décroît en 1/r2 par répartition en tous les points de la surface d'une sphère croissante.
    C'est de la géométrie "encore plus de base".

    Paminode.

  21. #20
    Paminode

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Suite du précédent :
    Ce qui correspond à l'explication initiale de Garlik, pas spécialement compliquée (# 2 du 18/09).
    En tout cas, c'est également celle que l'on m'a enseignée durant mes études de physique.

    Paminode

  22. #21
    DonPanic

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Citation Envoyé par Paminode Voir le message
    Suite du précédent :
    Ce qui correspond à l'explication initiale de Garlik, pas spécialement compliquée (# 2 du 18/09).
    En tout cas, c'est également celle que l'on m'a enseignée durant mes études de physique.
    Ne vous a-t-on donc pas enseigné en physique à déceler des explications équivalentes, qui décrivent le même phénomène de manière équivalente et d'un point de vue différent ?


    Je ne comprends pas l'intérêt de cette idée de surface apparente d'un objet lumineux.
    Probablement parce que vous ne faites pas de développement de photos, n'utilisez pas de télescope ou divers objets optiques
    Dernière modification par DonPanic ; 21/09/2009 à 14h50.

  23. #22
    DonPanic

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Citation Envoyé par Paminode Voir le message
    Je ne comprends pas l'intérêt de cette idée de surface apparente d'un objet lumineux.
    Il me paraît plus simple de partir de l'idée d'une source ponctuelle, dont l'énergie lumineuse émise décroît en 1/r2 par répartition en tous les points de la surface d'une sphère croissante.
    C'est de la géométrie "encore plus de base".
    La géométrie des plans et des angles est plus basique que celle de la sphère, il a fallu plus de génie mathématique pour trouver la formule de l'aire de la surface de la sphère ou celle de son volume que pour trouver la surface d'un quadrilatère régulier

  24. #23
    Garlik

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    En repondant a ce post, somme toute anodin, je ne pensais pas provoquer de tels assauts a l'encontre des dipteres.

    C'est confondant

  25. #24
    Paminode

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Citation Envoyé par DonPanic Voir le message
    Probablement parce que vous ne faites pas de développement de photos, n'utilisez pas de télescope ou divers objets optiques
    Effectivement, mais la question initiale de Debroglie était d'ordre très général.

    Paminode

  26. #25
    gregchi

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Bonsoir,

    je me permets de réagir à ce thread car je suis tombé à sa rencontre au beau milieu d'une boulimie scientifique qui dure depuis plusieurs semaines et qui m'a amené à la question suivante, effleurée à un moment de votre discussion :

    Pourquoi le carré (ou l'inverse du carré plus précisément) se retrouve dans différents types de lois physiques universelles telles que :

    - la loi de gravitation universelle
    - la loi de Coulomb
    - les lois de diffusion lumineuse ou sonore
    - la loi de relativité générale

    Pour les lois de diffusion sonore et lumineuse, c'est simple à comprendre, puisqu'il y a justement un aspect géométrique, topographique, facilement appréhendable par l'oeil et l'esprit :

    Nom : 500px-Inverse_square_law.svg.png
Affichages : 1674
Taille : 50,8 Ko

    Mais pour les autres lois, la gravitation, la loi d'électrostatique de Coulomb, pourquoi le carré inverse intervient ?

    Pour préciser ma question : il y a dans ce questionnement l'intuition qu'il y a dans le carré x2 quelque chose qui est absolument immanent à la matière (tout comme Pie). La présence du carré crée un continuum manifeste entre les différentes lois et forces de la nature. Je sais d'ailleurs que c'est tout l'objet des travaux de bon nombre d'astrophysiciens que de parvenir à comprendre les liens entre les 4 forces (S. Hawkins p.ex). Et de facto, le carré est un lien entre les différents éléments de la matière. Mais c'est un lien "nominal", tout comme Pie, puisqu'il correspond à une abstraction humaine qui se retrouve, effectivement, topographiquement, dans le carré visible, et dont la forme mathématique correspond à l'exposant et ses propriétés.

    Mais comment cette forme topographique (idéelle), dont les propriétés sont aisément perceptibles dans un espace, se retrouve-t-elle dans des lois de forces dont le lien avec la géométrie, la topographie, ne sont pas intuitivement compréhensible a priori.

    Évidemment, je n'aurais peut-être pas la réponse à ce questionnement, mais peut-être votre communauté aurait des sources intéressantes qui évoqueraient cette question.

    Merci,

  27. #26
    polo974

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    [mode coupeur de cheveux en 4 ON]

    La soit disant démonstration donnée en post2 n'en est pas une, vu qu'elle fait l'approximation entre la surface du capteur et un bout des sphères se trouvant aux alentours de la surface de ce capteur (qui ne peut avoir qu'une forme et donc au mieux ne correspondre qu'à une seule des 2 sphères).

    Finalement, le truc simple et mathématiquement juste, c'est l'application en x et y (en supposant la distance sur z) du théorème de Thalès (alias la règle de 3). Un truc à la portée de tout élève de 3ème.

    Donc sans balancer des pi et des puissances, qui font peur aux mathophobes, on arrive à vraiment démontrer et expliquer ce fameux rapport en 1/d2.

    [mode coupeur de cheveux en 4 OFF]
    Jusqu'ici tout va bien...

  28. #27
    rik 2

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Citation Envoyé par gregchi Voir le message
    Pourquoi le carré (ou l'inverse du carré plus précisément) se retrouve dans différents types de lois physiques universelles telles que :
    - la loi de gravitation universelle
    - la loi de Coulomb
    - les lois de diffusion lumineuse ou sonore
    - la loi de relativité générale
    Merci,
    De rien! peut-être faut-il aller voir du côté de l'énergie où l'on arrive à des lois en 1/r?

  29. #28
    Nicophil

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Bonjour à tous,

    Citation Envoyé par polo974 Voir le message
    vu qu'elle fait l'approximation entre la surface du capteur et un bout des sphères se trouvant aux alentours de la surface de ce capteur (qui ne peut avoir qu'une forme et donc au mieux ne correspondre qu'à une seule des 2 sphères).
    Mais il n'y a qu'une seule sphère !
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

  30. #29
    polo974

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Citation Envoyé par Nicophil Voir le message
    Bonjour à tous,

    Mais il n'y a qu'une seule sphère !
    Ben non, il y en a une à chaque distance r1 et r2 ...

    Mais en fait, il n'y a pas besoin de passer par les sphères...
    Et ça évite de faire peur aux "mathophobes" avec des PI qui de toute façon vont s'inhiber dans le calcul final...
    Jusqu'ici tout va bien...

  31. #30
    Nicophil

    Re : lois inverse du carré de la distance,pourquoi???

    Citation Envoyé par polo974 Voir le message
    Ben non, il y en a une à chaque distance r1 et r2 ...
    Je vois que celle avec la source pour centre, moi...
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

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