Pourquoi le vent solaire ne pousse t'il pas les nuages?

[evrardo]

Bonjour,

Le soleil émet des photons et des particules de matière chargées. Ces flux sont suffisamment élevés pour que certains aient envisagé de propulser un vaisseau spatial avec une voile solaire.
Je ne veux pas discuter sur la faisabilité du projet, mais je ne comprends pas très bien comment un flux de photons ou de particules énergétiques projetés sur une surface peut générer un mouvement.

Dans ce cas, pourquoi ce flux de partitulces ne déplace pas les nuages de très haute altitude sur Terre, ou même l'atmosphère?

Merci pour vos réponses!
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[phys4]

Le soleil émet des photons et des particules de matière chargées. Ces flux sont suffisamment élevés pour que certains aient envisagé de propulser un vaisseau spatial avec une voile solaire.
Je ne veux pas discuter sur la faisabilité du projet, mais je ne comprends pas très bien comment un flux de photons ou de particules énergétiques projetés sur une surface peut générer un mouvement.

Bonjour,
Les voiles solaires envisagées utilisent plus la lumière solaire que les particules. L'impulsion portée par les particules est beaucoup plus faible que celle de la lumière.
Lorsque vous prenez un ballon dan la figure, vous recevez l'impulsion en retour. Idem pour toute particule, il suffit qu'il y ait une impulsion. La loi de conservation de l'impulsion nous indique que si vous captez une particule, vous captez en même temp son impulsion. Si vous la renvoyez en sens inverse, avec la même impulsion, vous captez le double de l'impulsion. Il est donc plus intéressant de réfléchir la lumière que de l'absorber.
Des voiles solaire réfléchissantes permettent de jouer sur l'orientation de la voile. L'impulsion reçue reste perpendiculaire à la voile, au taux de réflexion près.

Dans ce cas, pourquoi ce flux de particules ne déplace pas les nuages de très haute altitude sur Terre, ou même l'atmosphère?

L'impulsion reçue par la haute atmosphère est trop faible pour avoir un effet sensible, et les particules n'atteignent pas les nuages.
Quant au la pression de rayonnement sur les nuages c'est aussi trop faible.
Pour propulser valablement un vaisseau spatial avec des voiles solaires, il faudrait une surface proche de celle de la France.
Les quelques projets concernent des engins très légers et très lents.

[evrardo]

Bonjour Phys, merci pour la réponse.
Cependant je ne comprends pas très bien ce que vous dites par "impulsion en retour".

Lorsque vous prenez un ballon dan la figure, vous recevez l'impulsion en retour. Idem pour toute particule, il suffit qu'il y ait une impulsion. La loi de conservation de l'impulsion nous indique que si vous captez une particule, vous captez en même temp son impulsion.

Si je me prends un ballon dans la figure, ou une particule, ce n'est pas l'impulsion du ballon que je reçois, mais l'énergie cinétique qu'il véhicule.
Ensuite cette énergie se transforme en impulsion lorsqu'elle arrive sur un objet.

[phys4]

Si je me prends un ballon dans la figure, ou une particule, ce n'est pas l'impulsion du ballon que je reçois, mais l'énergie cinétique qu'il véhicule.
Ensuite cette énergie se transforme en impulsion lorsqu'elle arrive sur un objet.

Il ne faut pas confondre énergie et impulsion, ce sont deux aspects distincts du mouvement.
Ils n'existent pas l'un sans l'autre, mais ne suivent pas les mêmes lois de conservation.

L'on a pas le droit de dire que l'énergie se transforme en impulsion. L'impulsion est un contenu constant du mouvement.

Un ballon possède beaucoup d'impulsion, mais peu d'énergie, il fera un choc et ne vous brulera pas.
Si vous recevez beaucoup de lumière, l'impulsion sera négligeable, mais l'énergie vous brulera : le rapport dépend donc du support.
Exemples énergie E et impulsion I
E/I = c pour la lumière, et E/I = v/2 pour le ballon.

[A voir en vidéo sur Futura]

[obi76]

Bonjour,

je pense aussi qu'il faut bien distinguer deux choses:
- le rayonnement solaire (constitué de photons), à priori utilisable pour une voile comme moyen de propulsion spatiale
- le rayonnement de particules solaires qui, vu qu'elles sont chargées, sont déviées de la magnétosphère et n’atteigne donc jamais (ou peu : aurores boréales) la Terre.

[ansset]

Bonjour,

je pense aussi qu'il faut bien distinguer deux choses:
- le rayonnement solaire (constitué de photons), à priori utilisable pour une voile comme moyen de propulsion spatiale
- le rayonnement de particules solaires qui, vu qu'elles sont chargées, sont déviées de la magnétosphère et n’atteigne donc jamais (ou peu : aurores boréales) la Terre.

oui, merci le champ magnétique terrestre qui sert un peu de bouclier, même si parfois on a qcq incidents ( panne d'électricité au canada , je ne sais plus quand )

[evrardo]

Un ballon possède beaucoup d'impulsion, mais peu d'énergie, il fera un choc et ne vous brulera pas.
Si vous recevez beaucoup de lumière, l'impulsion sera négligeable, mais l'énergie vous brulera : le rapport dépend donc du support.
Exemples énergie E et impulsion I
E/I = c pour la lumière, et E/I = v/2 pour le ballon.

D'accord, mais qu'est ce qui va déplacer mon nez quand le ballon me percutera? Est ce l'impulsion du ballon ou l'énergie cinétique du ballon?

je pense aussi qu'il faut bien distinguer deux choses:
- le rayonnement solaire (constitué de photons), à priori utilisable pour une voile comme moyen de propulsion spatiale

Donc est ce qu'une molécule d'eau dans la haute atmosphère peut être déplacée par ce rayonnement solaire?

- le rayonnement de particules solaires qui, vu qu'elles sont chargées, sont déviées de la magnétosphère et n’atteigne donc jamais (ou peu : aurores boréales) la Terre.

Après avoir visité plusieurs sites, j'ai compris que ces particules solaires sontdes ions, des protons, voire des atomes entiers.

Et même question, est ce que certaines de ces particules arrivant à pénétrer dans l'atmosphère peuvent déplacer des molécules d'eau? (Ou d'autres molécules gazeuses).

Merci encore pour vos explications.
Comment ferait on si vous n'étiez pas là!

[obi76]

Re,

Donc est ce qu'une molécule d'eau dans la haute atmosphère peut être déplacée par ce rayonnement solaire?

Oui, reste à savoir de quelle quantité, quelque chose me dit qu'elle va beaucoup plus être influencée par les mouvements de l'air que par ce genre de rayonnement... (quoique si on veut vraiment creuser, les mouvements de l'atmosphère sont générés entre autre par ces rayonnement : réchauffement du sol entrainant des mouvements convectifs de l'atmosphère etc...)

Après avoir visité plusieurs sites, j'ai compris que ces particules solaires sontdes ions, des protons, voire des atomes entiers.

Les ions/électrons ont un rapport force magnétique / énergie cinétique tellement grand qu'elles suivent quasiment les lignes de champ magnétique (c'est aussi pourquoi les aurores boréales se produisent beaucoup plus souvent aux poles : c'est là que les lignes de champs magnétiques intersectent la surface de la Terre). Aux autres endroits ça arrive qu'il y en ait, si leur énergie cinétique est telle que la déviation par le champ magnétique n'arrive pas à les contourner suffisament. Ca arrive plus fréquement lors d'irruptions solaires, mais ça reste rare. Il arrive aussi localement qu'il y ait des rebouclement de lignes de champ magnétique, ce qui permet de faire "transiter" à travers les surfaces de flux magnétique. Cela dit, le phénomène ne permet le passage que de peu de particules, et généralement de vitesse faible.

En bref : question qui peut aller très loin

Et même question, est ce que certaines de ces particules arrivant à pénétrer dans l'atmosphère peuvent déplacer des molécules d'eau? (Ou d'autres molécules gazeuses).

J'ai répondu assez superficiellement au dessus.

[phys4]

D'accord, mais qu'est ce qui va déplacer mon nez quand le ballon me percutera? Est ce l'impulsion du ballon ou l'énergie cinétique du ballon?

Pour compléter, c'est l'impulsion qui produira un choc mécanique, l'énergie cinétique peut juste produire un échauffement.
Une variation d'énergie c'est une puissance, si l'on intercepte 100 j par seconde, l'on reçoit une puissance de 100W

Une variation d'impulsion par seconde c'est une force.

[evrardo]

Ok, merci pour les explications.
C'est plus clair maintenant. Même si j'ai pas encore tout à fait compris la différence entre impulsion et énergie.
J'comprends vite, mais faut m'expliquer longtemps...

[jacquolintégrateur]

C'est plus clair maintenant. Même si j'ai pas encore tout à fait compris la différence entre impulsion et énergie.

Bonjour
L'énergie est une gradeur scalaire...heu...! enfin tensorielle. mais, dans le domaine classique (vitesse netement inférieure à c. le cas du vent solaire) c'est une grandeur ,scalaire: c'est à dire qu'elle n'a pas de direction définie. L'énergie cinétique d'un corps de masse m lancé à la vitesse v est donnée par: (1/2).m.v². L'impulsion ( "quantité de mouvement") est une grandeur vectoriel: elle est dirigée selon la vitesse. Elle est égale au produit de la masse par la vitesse (comptée avec sa direction, donc "vectoriellement"): I = m.v (il devrait y avoir une flèche sur v). Ainsi, on voit que pour produire une grande impulsion, il vaut mieux lancer une GRANDE masse avec une vitesse plus réduite, car, ainsi, l'énergie mécanique nécessaire sera moins importante: on claque plus facilement une porte en lui donnant une poussée à la main qu'en tirant dessus avec un pistolet ! L'impulsion de la personne, qui pousse la porte, sera de l'ordre de 70. 2 = 140 kg.m/sec et son énergie de 140 joules. La balle (10 gr. 900m/sec) aura une impulsion de 9 kg. m/sec. et une énergie de 4050 joules.
Cordialement

[evrardo]

Salut Lintégrateur, merci pour ton explication. J'ai compris.

il faut bien distinguer deux choses:
- le rayonnement solaire (constitué de photons), à priori utilisable pour une voile comme moyen de propulsion spatiale
- le rayonnement de particules solaires qui, vu qu'elles sont chargées, sont déviées de la magnétosphère et n’atteigne donc jamais (ou peu : aurores boréales) la Terre.

Comment le photon qui n'a pas de masse pourrait générer un mouvement.
Il me semble que cela devrait plutôt être les particules ionisées ayant une masse qui en sont la cause.

[Deedee81]

Salut,

Comment le photon qui n'a pas de masse pourrait générer un mouvement.

Pour de telle vitesses, la formule impulsion/quantité de mouvement p = mv n'est plus valide. La relativité donne pour une particule de masse nulle :
p = E/c (E énergie de la particule)

Il me semble que cela devrait plutôt être les particules ionisées ayant une masse qui en sont la cause.

Elles jouent aussi un rôle dans le vent solaire (mais je ne sais pas dans quelle proportion). Mais comme le dit obi, ils n'atteignent pas ou peu l'atmosphère.

[evrardo]

Salut,Elles jouent aussi un rôle dans le vent solaire (mais je ne sais pas dans quelle proportion). Mais comme le dit obi, ils n'atteignent pas ou peu l'atmosphère.

Oui, mais bon, on n'utilisera pas une voile pour déplacer un vaisseau spatial dans l'atmosphère.
Et si ces particules peuvent "pousser" la voile d'un vaisseau spatial, pourquoi cela n'agit pas sur les satellites géostationnaires?

[obi76]

Et si ces particules peuvent "pousser" la voile d'un vaisseau spatial, pourquoi cela n'agit pas sur les satellites géostationnaires?

Qui vous dit que ça n'agit pas ? C'était (je crois que ce n'est plus d'actualité) une des explications avancées pour expliquer l'anomalie Pioneer.

[jacquolintégrateur]

Comment le photon qui n'a pas de masse pourrait générer un mouvement.
Il me semble que cela devrait plutôt être les particules ionisées ayant une masse qui en sont la cause.

Même si la masse du photon est nulle, il a néemmoins une impulsion donnée par E/c (E est l'énergie, soit h.nu, produit du quantum d'action par la fréquence nu, et, c, la vitesse de la lumière. Lorsque l'on considère l'action globale du rayonnement, tellle que la pression de radiation, il est inutile de parler de photon: la pression exercée par le rayonnement est donnée par: w/c où w est le flux de puissance, en watts/m² et c la vitesse de la lumière. Pour le rayonnement solaire (1500 Watt/m² au voisinage de l'orbite de la Terre), la pression est, ainsi, de: 1500/3.10⁸=5.10^-6 Newton/m². C'est évidemment très faible. Quelque soit la masse propre d'une particule, son impulsion est toujours égale au produit de cette masse par sa vitesse. Environ 500000 m/sec pour le vent solaire. Mais le flux de particules (des protons. Moins de 10000 par m², je crois me souvenir), ça ne fait vraiment pas beaucoup !!
Cordialement

[evrardo]

Mais le flux de particules (des protons. Moins de 10000 par m², je crois me souvenir), ça ne fait vraiment pas beaucoup !! Cordialement

Salut. Cela me parait très peu ce chiffre, vu la quantité de matière éjectée du soleil.

[jacquolintégrateur]

Salut. Cela me parait très peu ce chiffre, vu la quantité de matière éjectée du soleil.

Bonsoir
Mille excuses !! C'était m^-3 qu'il fallait lire: il s'agissait de la densité. Vérification faite, elle est 3 à 4 fois plus grande. Pour avoir le flux, il faut multiplier par la vitesse: 3.10⁴.5.10⁵=15 milliards /m² et /sec.
Cordialement