Constance de la vitesse de la lumière

[invite26323b36]

Petit chipotage sémantique. La vitesse de la lumière subit la loi de composition des vitesses, comme toute vitesse. Simplement cette loi n'est pas une simple addition et fait que la vitesse de la lumière est invariante par cette composition avec n'importe quelle autre vitesse. Expérimentalement, c'est montré par l'expérience de Michelson-Morley qui montre bien que la vitesse de la lumière ne semble changée quand on la compose avec la vitesse de la Terre (aux incertitudes de mesure près, on trouve une variation des franges nulle, ça avait surpris Michelson et Morley parce que d'une part c'était contraire aux prédictions théoriques ayant recours à l'éther et d'autre part un résultat n'est pas nul pour rien, ça cachait quelque chose de profond).

bonjour coincoin,
effectivement je raccourci toujours ce point ... Cela dit, en ce qui concerne l'expérience Michelson-Morley, je crois qu'elle démontre bien l'absence de l'éther et de tout milieu matériel perturbé par le mouvement de la terre. Il manque un point dans cette expérience pour s'assurer que la lumière est invariante quelque soit la vitesse du référentiel dans lequel on effectue la mesure. J'avais évoqué ce point avec l'expérience suivante : intercaler un bloc de plexi sur le chemin d'un des trajets lumineux, le mettre en mouvement dans deux sens différents et comparer les résultats sur les franges d'interférence... En l'absence d'une expérience consistant à réellement avoir un milieu de propagation animé d'une vitesse, je ne crois pas que l'on puisse déduire de l'expérience de Michelson-Morley l'invariance de la vitesse de la lumière...
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[invite88ef51f0]

Je ne vois pas ce qui te manque dans Michelson-Morley. Mis à part qu'on utilise la Terre comme mobile (et pas un truc qu'on peut voir bouger comme un morceau de plexi), elle montre parfaitement comment se compose la vitesse de la lumière et la vitesse de la Terre.

[invite51ba12d6]

Dommage!

pourrais-tu faire un ptit effort mnésique pour moi, stp!!

Merci!

[invite88ef51f0]

Un (bon) début : http://forums.futura-sciences.com/post680887-8.html

[invite26323b36]

L'expérience de Michelson-Morley partait du présupposé suivant : l'existence de l'éther. Ce milieu matériel de propagation de la lumière était supposé avoir une vitesse relative par rapport à la terre différente selon le moment de l'année ou on faisait la mesure ; il s'ensuit : pas de franges = pas d'éther tel que définit.
Mais : la vitesse de la lumière dépend de l'indice de réfraction du milieu de propagation. Dans l'expérience de Michelson-Morley, supposons que le milieu de propagation serait : l'air (on peut tenir le même raisonnement avec un autre milieu de propagation, du vide à ceux d'indices élevés). Quelque soit le moment dans l'année ou l'expérience est faite, s'il n'y a pas de courant d'air , le milieu de propagation reste fixe par rapport au dispositif ; il s'ensuit que l'on observe rien...
D'où la nécessité de prendre un réel milieu de propagation (tangible : le plexi - prendre l'air, comme prendre le vide comme milieu de propagation peut poser des problèmes pratiques) et de lui appliquer un mouvement par rapport au dispositif.
Imagine l'expérience dans l'eau...
Dans tout ça, le mouvement de la terre n'a d'importance que par rapport à la définition de l'éther...
Par ailleurs, l'expérience avec le plexi a un intérêt : elle lève l'ambigüité sur les effets pervers d'un milieu caché (on connait le milieu de propagation), il n'y a qu'un résultat à attendre : celui concernant l'addition des vitesses avec la lumière (si tu penses que l'expérience initiale est suffisante, alors tu peux tout de même envisager que l'expérience avec le plexi permet d'obtenir directement l'observation sur la composition des vitesses : une expérience, un résultat... Michelson-Morley : une expérience, deux résultats sans lien apparent - inexistence de l'éther et constance de la vitesse de la lumière)

[invite88ef51f0]

Hippolyte Fizeau avait fait une expérience où il mesurait la vitesse de la lumière dans de l'eau en mouvement (il est surtout connu pour sa première expérience où il le faisait dans l'air). Ça peut peut-être correspondre à ce que tu as en tête.

[Deedee81]

L'expérience de Michelson-Morley partait du présupposé suivant : l'existence de l'éther. Ce milieu matériel de propagation de la lumière était supposé avoir une vitesse relative par rapport à la terre différente selon le moment de l'année ou on faisait la mesure ; il s'ensuit : pas de franges = pas d'éther tel que définit.
Mais : la vitesse de la lumière dépend de l'indice de réfraction du milieu de propagation. Dans l'expérience de Michelson-Morley, supposons que le milieu de propagation serait : l'air (on peut tenir le même raisonnement avec un autre milieu de propagation, du vide à ceux d'indices élevés). Quelque soit le moment dans l'année ou l'expérience est faite, s'il n'y a pas de courant d'air , le milieu de propagation reste fixe par rapport au dispositif ; il s'ensuit que l'on observe rien...

Oui, ou plus généralement pas de vent d'éther.
Mais ça c'est connu. Heureusement, il n'y a pas
que M&M dans la vie. Il faut et il y a d'autres
expériences. D'ailleurs tu ne dis rien d'autre
en parlant de faire une expérience avec du plexi.

Tu connais l'aberration stellaire, les expériences
de Fizeau dans l'eau en mouvement,... ?
Toutes des expériences historiques qui
ont eut un impact profond sur ce qu'on connaissait
de l'éther. Sans compter l'électromagnétisme.
M&M ce n'était que le coup de grâce

Donc, je ne vois pas trop bien le problème.

Bon, mais là je m'en vais.
A lundi, bon week end,

[invite5e5dd00d]

Bibicema,
Je pense que l'expérience de Michelson et Morley va plus loin que ce que tu dis. Cela remet en cause la relativité : plus aucun référentiel n'est privilégié pour décrire un mouvement car il n'existe pas de référentiel à proprement parler galiléen (l'éther). On sait grâce à cette expérience que la composition des vitesses de Galilée, en tout cas pour la lumière, ne correspond pas à une réalité observable aux grandes vitesses.

Changer de milieu de propagation, si cela simplifie ou change (peut-être) bien l'expérience pour des raisons pratiques (comme évoqué par Coincoin), ne permet pas de mieux conclure sur les résultats de l'expérience : le changement de vitesse de de lumière dans un milieu d'indice différent de celui du vide (1), n'a rien à voir avec l'invariance de la vitesse de la lumière en fonction du référentiel. C'est un phénomène complètement annexe qui a trait à l'absorption des photons par les électrons...

[BioBen]

excuse moi, mais la vitesse de la lumière ne peut pas être posée "par définition".

Je t'excuse tout a fait, mais si la vitesse de la lumiere est fixee par definition.

Comment calculer la vitesse de la lumiere ? Tu as une distance d, tu fais parcourir cette distance par un photon et tu calcules le temps t qu'il met, et tu dis que c=d/t.
Maintenant il se trouve que d est defini grace a c, donc c'est le serpent qui se mord la queue ! tout changement dans la vitesse de la lumiere entraine un changement dans la valeur de d, donc c est fixe.

Mais c'est la formulation : "Il n'est pas possible de mesurer une vitesse différente pour la vitesse de la lumière sa valeur est fixée par définition." qui m'a un peu heurté... : une "mesure" n'est pas fixée par définition...

Desole de heurter mais c'est comme ca.

[invite26323b36]

le changement de vitesse de de lumière dans un milieu d'indice différent de celui du vide (1), n'a rien à voir avec l'invariance de la vitesse de la lumière en fonction du référentiel. C'est un phénomène complètement annexe qui a trait à l'absorption des photons par les électrons...

Oui, bien sur... j'ai juste précisé ce point pour mettre en tête "la notion de milieu de propagation" comme étant un élément à considérer et que de ce point de vue, l'air n'a rien d'exceptionnel (ni le vide, d'ailleurs)...

Sinon, encore un fois (suis-je un peu buté ? ), l'expérience de MM a eu des conséquences vis à vis de la connaissance de l'éther, et il en a été déduit... la relativité restreinte, par l'abandon de l'éther. Mais, seule, l'expérience de MM ne permet toujours pas d'avancer sur la constance de la vitesse de la lumière...
D'ailleurs coincoin et deedee81 m'ont mis sous les yeux une expérience que je ne connaissais pas...
Effectivement (merci à vous !), l'expérience de Fizeau, interférométrie dans l'eau en mouvement, correspond à ce que j'avais en tête... et d'ailleurs l'apparition de franges d'interférences selon le mouvement de l'eau (permettant d'en déduire des propriétés de l'éther hypothétique), ne permet-il pas de dire, d'une certaine manière, que la vitesse du référentiel influe sur celle de la lumière (du moins pour un milieu de propagation d'indice supérieur à 1) ?
Certes, on n'a pas d'addition galiléenne, mais je trouve que c'est un point intéressant...

Alors, nous sommes obligés de revenir à la vitesse de la lumière dans le vide, et on arrive à : les propriétés de la lumière qui ont permis d'envisager les idées de base de la relativité ne sont valables que dans le vide, un vide théorique...
Ainsi, dès que n est différent de 1, la lumière ne peut plus être considérée comme traduisant l'existence de C... Mais le vide théorique n'existe pas et dans l'absolue, un milieu d'indice strictement égale à 1 non plus. Il faudrait alors faire un peu attention dans les expériences de pensée, et on devient vite embêté si on ne peut plus imaginer que la lumière est un support au raisonnement...

Tout ça ne constitue pas de "problème" en soit... Peut-être que je suis juste un peu trop tatillon .

[invite51ba12d6]

Un (bon) début : http://forums.futura-sciences.com/post680887-8.html

MERCI!
je vais les lire .... et apres.. peut etre discuter de tt ca..

[BioBen]

Voila ce que j'avais ecrit [ici]

[invite26323b36]

Voila ce que j'avais ecrit [ici]

bien vu... cela dévie un peu le problème et ne permet pas de dire si la vitesse de la lumière est constante, mais ce point n'est pas important !
Je dirai même plus, avec la démonstration que tu retranscrit, la lumière en tant que tel -avec ses propriétés- n'a rien à voir avec la contraction des longueurs et la dilatation du temps...

Suite au prochain numéro

[invite8915d466]

Once again :


parler de la valeur de la vitesse de la lumière signifie qu'on a défini des unités, donc des étalons de temps et de longueur. Si la vitesse "numérique" de la lumière varie, tu ne peux pas physiquement faire de distinction entre la variation de la vitesse et la variation de ton étalon : c'est strictement impossible, et affaire de convention. La variation de vitesse de la lumière n'a donc rien de physique, c'est simplement un changement d'unité (cas très particulier et simple d'un changement de jauge). La définition actuelle du mètre (distance parcourue par la lumière en 1/299 792 458 s) garantit d'ailleurs que la vitesse de la lumière est strictement invariante exprimée en m/s.


La seule chose physiquement mesurable serait la variation d'un rapport sans dimension (par exemple la taille de l'atome d'hydrogène exprimée en mètre défini par la lumière). C'est le cas de la contraction des longueurs et de la dilatation du temps qui n'ont de sens que comme rapport sans dimension de deux indications de deux règles ou de deux horloges en mouvement relatif. Si des quantités physiques variaient vraiment, ce ne pourrait etre que des grandeurs sans dimension (rapport de masses, constantes de couplages, angles de mélange, etc...), ce que n'est PAS la vitesse de la lumière.

[invite26323b36]

Once again :


parler de la valeur de la vitesse de la lumière signifie qu'on a défini des unités, donc des étalons de temps et de longueur. Si la vitesse "numérique" de la lumière varie, tu ne peux pas physiquement faire de distinction entre la variation de la vitesse et la variation de ton étalon : c'est strictement impossible, et affaire de convention. La variation de vitesse de la lumière n'a donc rien de physique, c'est simplement un changement d'unité (cas très particulier et simple d'un changement de jauge). La définition actuelle du mètre (distance parcourue par la lumière en 1/299 792 458 s) garantit d'ailleurs que la vitesse de la lumière est strictement invariante exprimée en m/s.


La seule chose physiquement mesurable serait la variation d'un rapport sans dimension (par exemple la taille de l'atome d'hydrogène exprimée en mètre défini par la lumière). C'est le cas de la contraction des longueurs et de la dilatation du temps qui n'ont de sens que comme rapport sans dimension de deux indications de deux règles ou de deux horloges en mouvement relatif. Si des quantités physiques variaient vraiment, ce ne pourrait etre que des grandeurs sans dimension (rapport de masses, constantes de couplages, angles de mélange, etc...), ce que n'est PAS la vitesse de la lumière.

once again, again

c'est une question de vocabulaire... le raisonnement que tu tiens consiste à définir le mètre (par exemple) en fonction de C (notation gwyddon) c'est à dire de la vitesse de la lumière dans un vide théorique, qui est effectivement une constante. Mais à un moment ou à un autre, tu es obligé de faire une mesure pour définir un étalon (quelles que soient tes unités), et la mesure de la vitesse de la lumière c, tendant vers C, est notre seule possibilité d'approcher "physiquement" C mais n'est pas C...
Dans ce sens, disons que la définition du mètre (dans ton point de vue) s'affine, tout comme on peut dire que la mesure de la vitesse de la lumière s'affine.

Note que dire que "la variation de la vitesse de la lumière n'a rien de physique" est un point sur lequel nous ne pouvons être d'accord que si tu prends C (la vitesse de la lumière limite - constante)... Sinon, ce que tu dis reviendrai presque à dire que la vitesse de la lumière est constante quelque soit le milieu de propagation

C'est pourquoi je disais que c'était une question de vocabulaire (distinction entre C et c), mais Gwyddon a très tôt levé l'ambiguïté...

[invite826b6732]

Plus haut il est indiqué que toutes "particules" de masse nulle se propage à la vitesse de la lumière: est-ce toujours le cas?
Où la particule trouve-t-elle l'énergie (si bien sûr elle en a réellement besoin vu qu'elle ne pèse rien) pour atteindre cette vitesse?

Et dernière question... est-il possible d'arrêter une particule sans masse? Je suppose que oui mais dans ce cas elle n'aurait plus une vitesse égale à C.....

[invite826b6732]

J'ai encore une question

Est-ce que freiner une particule sans masse, et qui se déplace donc à C, veut dire qu'on lui donne de la masse?

[invite88ef51f0]

Plus haut il est indiqué que toutes "particules" de masse nulle se propage à la vitesse de la lumière: est-ce toujours le cas?

Oui.

Où la particule trouve-t-elle l'énergie (si bien sûr elle en a réellement besoin vu qu'elle ne pèse rien) pour atteindre cette vitesse?

Vu qu'elle n'a pas de masse, une énergie infiniment petite suffit à la faire atteindre c.

Et dernière question... est-il possible d'arrêter une particule sans masse? Je suppose que oui mais dans ce cas elle n'aurait plus une vitesse égale à C.....

Théoriquement, je dirais qu'une particule sans masse ayant une énergie strictement nulle pourrait être immobile. En pratique, une particule sans masse va toujours à c.

Est-ce que freiner une particule sans masse, et qui se déplace donc à C, veut dire qu'on lui donne de la masse?

On ne peut pas la freiner.

[invite826b6732]

Donc, si un photon immobile et sans énergie qui se fait bousculer par une petite poussière de rien de tout qui se ballade à un milliardième de milliardième de cm/millénaire suffirait, en théorie, à propulser le photon à la vitesse de la lumière?

Et quid de la vitesse du photon qui se prend un mur?

Je suppose que la formule E = mC² détermine l'énergie intrinsèque de la particule. Parce que sinon, si la masse vaut zéro, l'énergie vaut 0 aussi et donc la particule serait impossible à faire bouger, non?

[invite5e5dd00d]

Donc, si un photon immobile et sans énergie qui se fait bousculer par une petite poussière de rien de tout qui se ballade à un milliardième de milliardième de cm/millénaire suffirait, en théorie, à propulser le photon à la vitesse de la lumière?

Un photon immobile, on a en pratique jamais vu ça. Cela ne peut pas exister.

Et quid de la vitesse du photon qui se prend un mur?

Le photon est abosrbé par un des électrons du mur et il est alors réémis , soit en sens contraire (reflexion), soit dans le même sens (diffusion) soit il est absorbé par le mur (absorption).

Je suppose que la formule E = mC² détermine l'énergie intrinsèque de la particule. Parce que sinon, si la masse vaut zéro, l'énergie vaut 0 aussi et donc la particule serait impossible à faire bouger, non?

L'équation générale de l'énergie d'une particule massive ou non massive est :
E²=m²c^4+p²c²
Si, comme le photon, la masse est nulle alors :
E=pc=(hv/c)*c=hv (où v est la fréquence).

[invite826b6732]

Le photon est abosrbé par un des électrons du mur et il est alors réémis , soit en sens contraire (reflexion), soit dans le même sens (diffusion) soit il est absorbé par le mur (absorption).

J'ai encore plein de questions

- Un électron peut absorber quelque chose?

- Si le photon est renvoyé en sens contraire, il a dû à un moment (même infinitésimal) être à l'arrêt pour repartir dans l'autre sens, non?

- Si le photon est absorbé par le mur, il disparait? Reste immobile?
Le mur devient-il une sorte de lieu de stockage de photons?

- Un photon est-il éternel? (je suppose que oui.. mais bon, autant avoir la confirmation )

[BioBen]

bien vu... cela dévie un peu le problème et ne permet pas de dire si la vitesse de la lumière est constante, mais ce point n'est pas important !
Je dirai même plus, avec la démonstration que tu retranscrit, la lumière en tant que tel -avec ses propriétés- n'a rien à voir avec la contraction des longueurs et la dilatation du temps...
Suite au prochain numéro

Ce message ne t'était pas adressé, il était pour Lazy Photon, qui cherche une dérivation de la RR sans postuler la constance de la vitesse de la lumière.

C'est pourquoi je disais que c'était une question de vocabulaire (distinction entre C et c), mais Gwyddon a très tôt levé l'ambiguïté...

Bon j'ai perdu tout espoir de te convaincre, tu refuses de lire ce que l'on te dit.
http://www.bipm.org/fr/si/si_brochur...2-1/metre.html

[obi76]

Donc, si un photon immobile et sans énergie qui se fait bousculer par une petite poussière de rien de tout qui se ballade à un milliardième de milliardième de cm/millénaire suffirait, en théorie, à propulser le photon à la vitesse de la lumière?

Comme disait Coincoin, on ne peut pas la freiner, donc si elle va à c elle reste à c. Inversement, SI (mettons des gants) un photon a une vitesse nulle, il ne pourra être accéléré. Ce sera donc une entité immobile, sans énergie, sans charge, inaccélérable..... bref rien quoi.


Quant à un photon absorbé et réémis, si on dit REemis c'st qu'entre temps il n'existe plus. L'électron absorbe le photon et s'accapare son énergie. Un peu plus tard, dans ce cadre, son énergie ne le mettant pas dans un état stable, il réémet un photon (mais pas le même) de même énergie.

Cordialement

[invite26323b36]

Ce message ne t'était pas adressé, il était pour Lazy Photon, qui cherche une dérivation de la RR sans postuler la constance de la vitesse de la lumière.

??? permet moi tout de même de rebondir sur cette démonstration (intéressante)... à moins que tu ne le veuilles pas, auquel cas tu devrais peut-être prévenir que tu ne veux pas qu'il y ait d'interventions autres que celles que tu désires...

Bon j'ai perdu tout espoir de te convaincre, tu refuses de lire ce que l'on te dit.
http://www.bipm.org/fr/si/si_brochur...2-1/metre.html

remarques : 1-il n'est aucune question de conviction mais de compréhension et de démonstration
2-le "tu refuses de lire ce que l'on te dit" est à mon goût très abusif et faux...
Que dirais-tu si je te disais que tu refuses de lire ce que j'écris et que tu commentes sans chercher à voir que je suis "relativement" transparent dans cette inutile pseudo polémique inexistante ? pour la suite, tu devrais voir directement avec gwyddon...

enfin, dans le lien que tu mets tu liras : "La définition du mètre fondée sur le prototype international en platine iridié, en vigueur depuis 1889, avait été remplacée lors de la 11e CGPM (1960) par une définition fondée sur la longueur d'onde d'une radiation du krypton 86, afin d'améliorer l'exactitude de la réalisation de la définition du mètre."
L'adoption de la vitesse de la lumière mesurée comme base de définition du mètre, en remplacement de la raie de transition du Krypton l'a été par soucis de précision (en son époque) et aussi par commodité (on aurait encore pu avoir une définition du mètre à partir d'une transition atomique... qu'aurais-tu dis alors sur la vitesse de la lumière ?)

Tout ceci est affaire de convention. Cela ne dit rien sur la physique de la propagation de la lumière, sur sa vitesse et son éventuelle inconstance.

Aussi, il est probable que cette définition soit vouée encore à une amélioration de son exactitude et peut-être de sa précision (l'affinement dont je parlais)... mais on ne va pas recommencer.

[BioBen]

??? permet moi tout de même de rebondir sur cette démonstration (intéressante)... à moins que tu ne le veuilles pas, auquel cas tu devrais peut-être prévenir que tu ne veux pas qu'il y ait d'interventions autres que celles que tu désires...

Je ne vois pas pourquoi tu t'enerrve... tu disais que mon message "deviat un peu le problème", et je t'expliquais pourquoi : car ce message ne concernait pas ce dont on parlait.

pour la suite, tu devrais voir directement avec gwyddon...

Qu'est ce que je dois voir avec gwyddon ?
Pour le reste du message j'ai déja répondu plusieurs fois précédemment.
http://forums.futura-sciences.com/sh...able&page=2#25

Comment veux tu mesurer une vitesse de la lumière différente si la définition du metre se fait à partir de la vitesse de la lumière ?
C'est comme si tu voulais mesurer à nouveau 1km pour verifier qu'il fait bien toujours 1000m....bah ca sera toujours le cas, car 1km est défini comme étant 1000 fois 1 metre.

[invite9c9b9968]

Bonjour,

Je reviens ici pour essayer d'enlever d'éventuelles confusions.

Tout d'abord, il faut savoir que changer les définitions d'un système d'unités se fait pour avoir des définitions dites fondamentales : ainsi en passant par la définition du mètre basée sur la lumière, on a une définition plus fondamentale car ne dépendant plus d'une mesure imparfaite d'un étalon, mais d'une constante fondamentale de la physique (jusqu'à preuve du contraire).

Mais on pourrait aussi garder l'ancienne définition, qui ne change rien aux phénomènes physiques ! Simplement, la précision de mesure que l'on en tire est plus mauvaise

Donc tout ça pour dire que si un jour on découvre que le c de la lumière ne correspond pas en fait à mon C, on pourra toujours garder la définition fixée du mètre (qui fixe donc la vitesse de la lumière)....