Effet Sagnac : La relativité mise en doute ?

[Olorin]

Salut à tous !

J 'ai récemment découvert l'effet Sagnac , effet curieux du monde de la physique s'il en est , car semblant violer le postulat bien célebre de la relativité restreinte voulant que la vitesse de la lumiere soit une constante universelle est indépendante du réferentiel d'étude .

L' expérience est simple est consiste simplement à offrir un petit tour de manège à un interferomètre de Michelson ( i.e a le faire tourner autour d' un axe judicieusement choisi ): apparait alors un joli phénomene d ' interférences , traduisant une différence de marche entre les rayons lumineux effectuant des trajectoires de sens contraires . La relativité galilléenne parvient aisément à expliquer le phénomene , par composition , mais qu'en est il exactement pour la relativité , celle ci ne prévoyant aucune variation de la vitesse de la lumière ?
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[invitea3fc981a]

Il n'y a absolument rien de choquant dans l'effet Sagnac : on fait parcourir à la lumière deux trajectoires qui n'ont pas la même longueur, rien d'étonnant donc qu'elle mette moins de temps à parcourir le chemin le plus court.

A noter que la vitesse à laquelle tourne l'interféromètre est négligeable devant la vitesse de la lumière. La contraction de longueur apparente ici n'a rien de relativiste, c'est juste que la lumière qui "tourne" dans l'interféromètre (par le système de miroirs) va revenir plus tôt à son point de départ si elle parcourt le cercle dans le sens inverse à celui de rotation que si elle va dans le sens de la rotation.

[Olorin]

Salut Konrad !

Je ne comprend pas trés bien ton intérpretation . Je te rappelle que le dispositif interférometrique est fixe dans le réferentiel tournant ! Je ne vois pas trés bien comment la longueur des chemins parcourus par la lumière au cours de la rotation peuvent alors ètre différents de ceux parcourus à l 'état de repos . Je crois d'ailleurs que de nombreux physiciens s' accordent a dire qu'il y a bel et bien là une mise en évidence de l' anisotropie de la propagation des impulsions lumineuse .
Qu' en penses-tu ?

[invitea3fc981a]

Fais un schéma de l'expérience : pour simplifier, prend un disque de rayon R tournant dans le sens des aiguilles d'une montre (sens anti-trigo), prends un point de départ pour tes rayons lumineux et fais-les partir l'un dans le sens trigo (rayon 1), l'autre dans le sens anti-trigo (rayon 2). Appelons dt le temps que met la lumière à parcourir la circonférence C du disque lorsqu'il est au repos :

dt = 2.pi.R / C

Tu es d'accord que si le disque tourne avec un moment angulaire OMEGA, pendant le temps dt il aura tourné d'un angle da tel que :

da = OMEGA.dt = OMEGA.2.pi.R / C

Le rayon 1 retrouvera donc le point choisi comme origine avant le rayon 2 ; les distances parcourues par les deux rayons sont respectivement :

r₁ = C + R.da = C + (R.OMEGA.2.pi.R)/C

r₂ = C - R.da = C - (R.OMEGA.2.pi.R)/C


La différence de chemin entre les deux trajectoires, donc la différence de marche entre les deux rayons, sera ainsi :

r₁₂ = 2.R.da = (2.OMEGA.2.pi.R²) / C = (4.S.OMEGA) / C

où S = pi.R² est la surface du disque. Comme tu le vois, il n'y a rien de relativiste là-dedans, juste une différence de marche induite par les deux rayons. Ensuite on s'arrange pour faire sortie les rayons lumineux du disque et à les remettre sur la même trajectoire (par un système de miroirs semi-réfléchissants), de façon à ce qu'ils interfèrent, et le tour est joué.



A cet effet vient s'ajouter l'effet Doppler : en effet le point de départ bouge par rapport aux rayons lumineux ; il va donc voir le rayon 1 avec une fréquence plus grande, et le rayon 2 avec une fréquence plus petite, que la fréquence d'origine. On montre que cette différence de fréquences est égale à :

df = (4.S.OMEGA) / (C.lambda)

où lambda = c/f est la longueur d'onde d'origine du rayonnement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[chaverondier]

J 'ai récemment découvert l'effet Sagnac, effet curieux car semblant violer le postulat de la relativité restreinte voulant que la vitesse de la lumière soit indépendante du réferentiel d'étude. L' expérience consiste à offrir un petit tour de manège à un interféromètre de Michelson ( i.e à le faire tourner autour d' un axe judicieusement choisi ) : apparaît alors un phénomène d 'interférence, traduisant une différence de marche entre les rayons lumineux effectuant des trajectoires de sens contraires. La relativité Galiléenne parvient aisément à expliquer le phénomène, par composition, mais qu'en est il exactement pour la relativité, celle ci ne prévoyant aucune variation de la vitesse de la lumière ?

L'effet Sagnac est parfaitement compatible avec la Relativité Restreinte (et ne l'est pas parfaitement avec la relativité Galiléenne quand on tient compte des effets du second ordre). En effet, la RR exprime l'invariance des lois de la physique vis à vis des changements de référentiels inertiels (donc, en particulier l'indépendance et l'isotropie de la vitesse de la lumière par rapport à un observateur en mouvement de translation uniforme et non par rapport à un observateur en mouvement de rotation uniforme)

Dans les référentiels en rotation, on observe d'ailleurs

* une contraction circonférentielle de Lorentz du mètre de l'observateur tournant (qui est constatée à la fois par l'observateur tournant et par l'observateur non tournant). L'observateur au repos sur une plateforme tournante croit qu'un cercle de rayon R tracé sur cette plateforme a une circonférence valant 2 pi R/(1-v^2/c^2)^(1/2) > 2 pi R (où v = oméga R). Cela vient du fait qu’il mesure cette circonférence avec un mètre raccourci par la contraction de Lorentz dans le sens circonférentiel.

* une dilatation temporelle de Lorentz de la période de l'horloge de l'observateur tournant (paradoxe de Langevin).

* une anisotropie de la vitesse de la lumière par rapport au disque tournant. En effet, pour l'observateur tournant, le photon qui tourne dans le même sens que le disque tournant tourne à la vitesse (c-v)/(1-v^2/c^2) et le photon qui tourne en sens inverse tourne à (c+v)/(1-v^2/c^2) (mesurés par l'observateur non tournant, ces mêmes photons tournent à la vitesse c-v et c+v par rapport au disque tournant).

Ainsi, le mouvement de rotation permet de faire apparaître le caractère réel des effets de contraction de Lorentz, de dilatation temporelle de Lorentz et d'anisotropie de la vitesse relative de la lumière. Ces effets sont alors non réciproques (c'est dans le référentiel qui tourne que le mètre se contracte circonférentiellement, que l'horloge ralentit et que la vitesse relative de la lumière est anisotrope).

Quand ces mêmes effets sont observés entre deux observateurs en mouvement de translation à vitesse constante, ils ressemblent au contraire à des "effets de perspective", en raison de leur caractère réciproque et pour des raisons mathématiques (car la transformation de Lorentz est une rotation hyperbolique).

Bernard Chaverondier

[invitea3fc981a]

D'accord, je comprends mieux pourquoi Olorin parlait d'anisotropie de la vitesse de la lumière... Mais la vitesse linéaire des dispositifs à effet Sagnac (comme dans les fusées ou les avions) reste faible devant la vitesse de la lumière non ? La contraction des longueurs observée n'est donc pas relativiste mais bien dûe à la rotation comme je l'ai dit au-dessus ?

[chaverondier]

D'accord, je comprends mieux pourquoi Olorin parlait d'anisotropie de la vitesse de la lumière... Mais la vitesse linéaire des dispositifs à effet Sagnac (comme dans les fusées ou les avions) reste faible devant la vitesse de la lumière non ? La contraction des longueurs observée n'est donc pas relativiste mais bien dûe à la rotation comme je l'ai dit au-dessus ?

Pour un disque d'aluminium (AZ5G par exemple de limite de rupture Rm = 340 MPa il me semble et de densité rhô = 2750 kg/m^3) tournant à une vitesse lui permettant de résister à l'éclatement sous l'effet de la force centrifuge, la vitesse périphérique v du disque tournant est environ celle pour laquelle rhô v^2 = Rm soit v égale à peu près 300 m/s (donc v est environ 100 000 fois plus faible que la vitesse de la lumière). On trouve alors un effet de contraction circonférentielle de Lorentz du disque tournant environ 10^11 fois plus faible que l'effet mécanique de dilatation du à la contrainte de traction engendrée par la force centrifuge. L'effet relativiste de contraction de Lorentz d'un disque tournant matériel (induit par la contraction circonférentielle de Lorentz) est donc trop petit pour être observable.

Pour plus de détails sur le calcul de contraction de Lorentz d'un disque tournant idéal élastique relativiste sans masse (pour montrer isolément le tout petit effet induit par la contraction circonférentielle de Lorentz du disque tournant) voir http://perso.wanadoo.fr/lebigbang/disque.htm

Bernard Chaverondier

[Olorin]

Salut !

Ainsi, le mouvement de rotation permet de faire apparaître le caractère réel des effets de contraction de Lorentz, de dilatation temporelle de Lorentz et d'anisotropie de la vitesse relative de la lumière. Ces effets sont alors non réciproques (c'est dans le référentiel qui tourne que le mètre se contracte circonférentiellement, que l'horloge ralentit et que la vitesse relative de la lumière est anisotrope).

Donc cela voudrait bien dire que dans certains cas , notamment celui des réferentiels tournants , la vitesse de propagation de l'onde lumineuse n'est plus indépendante de l'observateur et de la direction : on parle alors d'anisotropie . Mais pourtant l'un des postulats de base de la théorie de la relativité est l'invariance de cette dernière !

Il est vrai , et Chaverondier l'a rappelé , que la relativité restreinte ne s'applique qu'au reférentiel inertiel ( galiléen ) , elle ne peut donc pas être utilisée ici , dans notre réferentiel tournant . Une question vient alors tout naturellement :

Que dit la relativité générale ?
Prévoit-elle l'anisotropie pour la propagation d'onde lumineuse
dans le cas où des referentiels non galiléens sont mis en jeu ?

[Olorin]

Re-salut !

Une autre petite question :

Comment obtient-on la formule d'anisotropie de la vitesse de la lumière

( c +- v ) * racine ( gamma)

obtenue par l'observateur solidaire du disque en rotation ( si il s'amusait à la mesurer , c'est ce qu'il trouverait , non ? )
et que vaut v ( est-ce v= omega*R dans le cas ou la trajectoire des rayons serait a une distance R du centre de rotation ? )

[chaverondier]

Comment obtient-on la formule d'anisotropie de la vitesse de la lumière ( c +- v ) * racine (gamma) )

Pour l'observateur tournant, les vitesses relatives de la lumière dans un sens et dans l'autre ne sont pas (c+/-v)/(1-v^2/c^2)^(1/2) mais (c+/-v)/(1-v^2/c^2)

En effet,
* dans le sens circonférentiel, le mètre de l'observateur tournant est contracté par le facteur (1-v^2/c^2)^(1/2) (où v =oméga r)
* la période de l'horloge de l'observateur tournant est dilatée par le facteur 1/(1-v^2/c^2)^(1/2)
Par suite, dans le sens circonférentiel l'unité de mesure de vitesse de l'observateur tournant est contractée par le facteur (1-v^2/c^2). La vitesse relative de la lumière est donc plus grande par le facteur 1/(1-v^2/c^2) lorsqu'elle est mesurée avec les unités de vitesse de l'observateur tournant.

Pour ce qui est de la formule donnant l'anisotropie de la vitesse relative de rotation de la lumière par rapport à un référentiel tournant (caractéristique de l'effet SAGNAC) la démonstration s'obtient selon la méthode classique des différences de marche applicable aux dispositifs d'interférométrie, mais on peut aussi le voir comme suit.

Pendant le temps delta_t (mesuré par l'observateur non tournant) le photon qui tourne dans le même sens que le disque tournant parcourt une distance c delta_t tandis que l'émetteur-récepteur fixé au rayon r sur le disque tournant parcourt dans le même sens une distance v delta_t (où v = oméga r). Ce photon parcourt donc, par rapport au disque tournant, une distance relative (c-v) delta_t le long du cercle de rayon r tracé sur le disque tournant. Mesurée avec les unités de vitesse de l'observateur qui ne tourne pas, un photon émis par un émetteur récepteur solidaire du disque tournant rejoint l'émetteur-récepteur à une vitesse relative = distance relative/delta_t = c-v s'il tourne dans le même sens et c+v s'il tourne en sens opposé.

Bernard Chaverondier
PS de correction : dans le post précédent la vitesse de non éclatement d'un disque en AZ5G est de l'ordre de 350 m/s (à peu près (Rm/rhô)^(1/2) avec Rm limite de rupture et Rhô masse volumique) soit un million de fois plus petite que celle de la vitesse de la lumière (et non 100 000 fois plus petite). L'ordre de grandeur de la contraction circonférentielle relative de Lorentz du disque tournant est environ v^2/(8c^2) soit environ 2 10^(-13) quand un disque en AZ5GU tourne à la vitesse périphérique v = (Re/rhô)^(1/2) à laquelle il atteint sa limite élastique Re alors que la dilatation circonférentielle relative due à la force centrifuge (quand le disque atteint sa limite élastique Re) est de l'ordre de Re/E (Re limite élastique et E module élastique) soit environ 5 10^(-3) pour de l’AZ5GU (dilatation circonférentielle relative due à la force centrifuge environ 2 10^10 fois plus grande que la toute petite contraction circonférentielle relative de Lorentz du disque tournant).

[invite51605009]

Quelques précisions pour un débutant, si ca ne vous dérange pas :

Mesurée avec les unités de vitesse de l'observateur qui ne tourne pas, un photon émis par un émetteur récepteur solidaire du disque tournant rejoint l'émetteur-récepteur à une vitesse relative = distance relative/delta_t = c-v s'il tourne dans le même sens et c+v s'il tourne en sens opposé.

Si je comprends bien, la vitesse relative peut être Vrel = c + v > c donc a une vitesse supèrieure à celle de la lumoère dans le vide ? Pourtant l'un des postulats de la RR n'est-il pas l'invariance de la vitesse de la lumière quelque soit le référentiel ?

(donc, en particulier l'indépendance et l'isotropie de la vitesse de la lumière par rapport à un observateur en mouvement de translation uniforme et non par rapport à un observateur en mouvement de rotation uniforme)

Le postulat de l'invariance d ela vitesse de la lumière n'est donc valable que pour les référentiels inertiels ?

Dans les référentiels en rotation (...)car la transformation de Lorentz est une rotation hyperbolique.

La encore j'ai un peu de mal à suivre.
1/ Est il possible d'obtenir les transofrmations de Lorentz pour un mouvement circulaire en utlisant une intégrale (en considérant le mouvmeent circulaire comme un succession de mouvement rectilignes uniformes infinitesimaux) ? -je dis peut-être une grosse absurdité-
2/ Que veut dire "la transformation de Lorentz est une rotation hyperbolique" ?

Merci d'avance
a+
ben

[invite51605009]

Si je comprends bien, la vitesse relative peut être Vrel = c + v > c donc a une vitesse supèrieure à celle de la lumoère dans le vide ? Pourtant l'un des postulats de la RR n'est-il pas l'invariance de la vitesse de la lumière quelque soit le référentiel ?
(...)
Le postulat de l'invariance d ela vitesse de la lumière n'est donc valable que pour les référentiels inertiels ?

Bon après avoir cherché un peu de documentation j'ai trouvé réponse à ces questions : l'invariance de la vitesse de la lumière n'est vraie que pour des reférentiels inertiels (en translation rectiligne uniforme).
J'aurai du mieux me documenter avant ....(mauvaise influence des vancances)

Par contre pour la suite je cherche encore...
a+
ben

[chaverondier]

1/ Est il possible d'obtenir les transformations de Lorentz pour un mouvement circulaire en utilisant une intégrale (en considérant le mouvement circulaire comme un succession de mouvements rectilignes uniformes infinitésimaux) ? -je dis peut-être une grosse absurdité-

En fait, si l'on considère que le temps mis par un photon émis par un émetteur-récepteur solidaire d'un disque tournant pour faire le tour d'un disque tournant et revenir à cet émetteur-récepteur est la somme des temps qu'il met pour se déplacer dans une succession de référentiels inertiels comobiles avec le disque tournant, on trouve un résultat faux car dans les référentiels inertiels localement comobiles avec le disque tournant la lumière est isotrope si bien que ce calcul donne un temps identique (et faux = (2 pi R/c)(1-v^2/c^2)^(1/2) ) pour faire le tour du disque tournant et revenir au point de départ sur ce disque dans un sens ou dans l'autre.

L'erreur ainsi commise découle de l'absence de prise en compte de l'anisotropie de la vitesse relative de la lumière par rapport au disque tournant (effet Sagnac) ou, ce qui revient au même, de l'absence de prise en compte des sauts de simultanéité qui détruisent l'additivité des durées de parcours du photon mesurées dans des référentiels inertiels successifs différents (quand on veut calculer la durée totale de parcours d'un photon qui revient à son point de départ sur le disque tournant après en avoir fait un tour complet).

2/ Que veut dire "la transformation de Lorentz est une rotation hyperbolique" ?

La transformation de Lorentz est de la forme
ct0 = ct cosh(phi) + x sinh(phi)
x0 = ct sinh(phi) + x cosh(phi)
où th(phi) = v/c

C'est l'équation d'une rotation hyperbolique (une isométrie qui conserve l'origine dans l'espace temps 2D (t, x) de métrique ds^2 = (cdt)^2 - dx^2)

Cette ressemblance mathématique avec une rotation dans l'espace-temps Euclidien est souvent invoquée pour attribuer un caractère "d'illusion d'optique" à la contraction de Lorentz des distances. La vraie contraction circonférentielle de Lorentz du mètre de l'observateur tournant est là pour nous rappeler qu'un tel effet est un effet réel et non une simple « illusion d’optique ». En particulier, en mesurant la circonférence d'un disque tournant de rayon R avec son mètre raccourci par la contraction de Lorentz, l'observateur tournant trouve une circonférence de longueur 2 pi R/(1-v^2/c^2)^(1/2) > 2 pi R. Voilà qui explique la signification physique de la courbure spatiale négative du référentiel tournant (la courbure spatiale positive associée à la métrique de Schwarzschild étant d’ailleurs la conséquence d’un effet similaire de contraction de Lorentz, mais dans le sens radial).

Bernard Chaverondier

[invite51605009]

En fait, si l'on considère que le temps mis par un photon émis par un émetteur-récepteur solidaire d'un disque (...) (quand on veut calculer la durée totale de parcours d'un photon qui revient à son point de départ sur le disque tournant après en avoir fait un tour complet).

OK, merci beaucoup pour la clarté des explications, je pense avoir parfaitement compris pourquoi la méthoe que je "propose" amène à une résultat faux.

La transformation de Lorentz (..)
mais dans le sens radial).

Je comprends bien le début, mais après sur les courbures spatiales j'ai du mal à saisir le lien. Un référentiel trounant engendre une courbure négative ....?

En totu cas merci pour les explications
a+
ben

[chaverondier]

Je comprends bien le début, mais après sur les courbures spatiales j'ai du mal à saisir le lien. Un référentiel tournant engendre une courbure négative ....?

La rotation du mètre de l'observateur tournant provoque sa contraction de Lorentz quand il est orienté dans le sens circonférentiel et pas de contraction quand il est orienté dans le sens radial. Un cercle de rayon r tracé sur le disque tournant se trouve donc avoir une circonférence 2pi r/(1-v^2/c^2)^(1/2) > 2 pi r où v = oméga r (pour l'observateur tournant réalisant la mesure de circonférence du disque tournant avec son mètre contracté par la contraction circonférentielle de Lorentz). Une cinconférence C > 2pi r est caractéristique d'un espace dont la métrique spatiale possède une courbure négative.

Pour le référentiel tournant, cette métrique spatiale vaut d'ailleurs
dl^2 = (r dthêta)^2/(1-v^2/c^2) + dr^2 + dz^2 (où v = oméga r)

La courbure spatiale serait au contraire positive si la circonférence d'un cercle de rayon r était inférieure à 2 pi r (comme cela se passe pour une calotte sphérique dont la circonférence vaut C = 2pi R sin(r/R) où r désigne le rayon curviligne mesuré depuis le sommet de la calotte sphérique jusqu'au cercle bordant la calotte sphérique et R désigne le rayon de la sphère).

Bernard Chaverondier

[Olorin]

Ce photon parcourt donc, par rapport au disque tournant, une distance relative (c-v) delta_t le long du cercle de rayon r tracé sur le disque tournant.

Voila ! On est donc bien obligé de faire une composition de vitesse appliqué au photon , grain de lumière , pour rendre compte du phenomène . Or , dans le cadre de la théorie de la relativité , on ne compose jamais la vitesse de la lumière , car son postulat de base stipule qu'elle est isotrope, constante est indépendante du mouvement de l'observateur ! De plus De Sitter a démontré qu'elle était indépendante du mouvement de la source .

Pourquoi tout cela n' est plus vrai dans le cadre de l' experience de Sagnac ? Pourquoi ne falsifie-t-elle pas la théorie de la relativité ?

[chaverondier]

De Sitter a démontré que la vitesse de la lumière était indépendante du mouvement de la source. Pourquoi cela n'est plus vrai dans le cadre de l'expérience de Sagnac ?

La vitesse du photon est toujours indépendante du mouvement de l'émetteur récepteur placé sur le disque tournant. C'est justement parce qu'il n'est pas entrainé par le mouvement de l'émetteur (donc que sa vitesse vaut c quelle que soit la vitesse v de l'émetteur) que la vitesse du photon par rapport à l'émetteur est plus lente dans le sens où l'émetteur cherche à le rattraper que dans le sens ou il va à sa rencontre.

Pourquoi [l'effet Sagnac] ne falsifie-t-il pas la théorie de la relativité ?

Parce que l'effet Sagnac fait apparaître le caractère détectable d'un mouvement de rotation à vitesse constante et non le caractère détectable d'un mouvement de translation à vitesse constante. Cela ne remet donc pas en cause la symétrie des lois de la physique vis à vis des actions du groupe de Poincaré réduit SE(1,3) (les changements de référentiels inertiels), groupe qui contient les translations spatio-temporelles et les rotations spatiales (les actions du groupe d'Aristote SE(1)xSE(3)) ainsi que les boosts (passage d'un mouvement de translation à vitesse uniforme à un autre).

Les actions du groupe de Poincaré réduit SE(1,3) ne contiennent pas le passage d'un mouvement de rotation à vitesse constante à un autre mouvement de rotation à vitesse constante.

Bernard Chaverondier

[invitef743456c]

La différence de chemin entre les deux trajectoires, donc la différence de marche entre les deux rayons, sera ainsi :

r₁₂ = 2.R.da = (2.OMEGA.2.pi.R²) / C = (4.S.OMEGA) / C

où S = pi.R² est la surface du disque. Comme tu le vois, il n'y a rien de relativiste là-dedans, juste une différence de marche induite par les deux rayons. .

Question piège:

Pourquoi ne voit on pas apparaître l'indice n du milieu de propagation dans les formules de l'effet sagnac?
puisque l'onde dans un milieu se déplace plus lentement c/n on devrait donc avoir un décalage plus important or expérimentalement on observe rien de tel. Pourquoi?

[azizovsky]

bonjour à tous le monde je suis un autididacte en relativité( çà fait mnt présque 20 ans ), j'ai lu attentivement tous ce qu'est dit sur l'effet sagnac sur ce forum et j'éspére que qlq'un parmi vous réalise l'éxpérience de pensée suivante et le résultat sera positive j'en suis quasi sur :sur un banc d'éssai d un lycée ou ...orienté est/west,pour prendre la terre comme mobile de vitesse plus ou mois 15 km/s deux billes identiques reliée par un ressort comprimé attachér par un élastique qui se détache aprés allumage du feu ,se trouvant au milieu du ban d'éssai au début aprés réflexion sur des bords solide au deux bouts du banc déssai vont se rencontrer présque au milieu du banc d'éssai jamais au milieux et cette différence de distance sera en fonction de l'effet sagnac général .

[Deedee81]

Salut à toi,

Et bienvenue sur futura.

j'éspére que qlq'un parmi vous réalise l'éxpérience de pensée suivante et le résultat sera positive j'en suis quasi sur

C'est plus qu'une expérience de pensée, on a déjà réalisé des expériences de ce type (avec des méthodes un peu plus sophistiquées que lancer des billes à cause du niveau de précision requis, des billes ce n'est pas assez rapide).

Et oui les résultats sont mesurables.

Regarde ici par exemple :
http://www.phys.ncku.edu.tw/mirrors/...l#Twin_paradox
ou
http://www.phys.ncku.edu.tw/mirrors/...Michelson-Gale

A une échelle plus petite (pas avec la rotation de la Terre mais avec des plateformes tournantes) les effets ont pu être mesuré avec d'autres choses que la lumière. Par exemple avec des neutrons.

Ici :
http://xxx.lanl.gov/abs/gr-qc/0305084
tu as un fort bon article sur l'effet Sagnac avec en plus un historique et des reférences expérimentales.

[azizovsky]

bonjour ,je tiens à remércié monsieur ... qui m'a envoyer toutes ces réferences pour me mettre à jour,car j'étais égaré qlque part en mécanique quantique (reformulation de la mécanique quantique relativiste:équations de klein gordan,weyl,dirac...)(aussi jai appris bcps tous seul dans ce domaine) je suis encore loin de la théorie du champs mais j'ai tous mon temps pour la décortiquer comme je l'ai fais pour la relativité réstreinte pendant présque 20 ans, renenons à nous motons: l'effet sagnac et les paradoxes liés à cet effetaradoxe de selleri,d'ehrenfest et si en pousse un peu loin le support théorique paradoxe de langevin,paradoxe de klein émanant de l'application de ce support théorique à la mécanique quantique relativiste et.... c'est trop trop de paradoxe donc soint qu'on'a mal compris la relativité réstreint ou qu'on dois changer de cap de penser et j'ai obté pour la deusiéme solution et d'un coup j'ai éliminer tous ces paradoxes et les équations qui vont parler à ma place mais j'ai pas de diplome pour ça meme s'il m'est donné par ces équations.comme a dit le philosophe 'bachelar'ou 'birgson' il faut jamais avoir peur de ses idées enfantils (en science)

[invite7ce6aa19]

Ici :
http://xxx.lanl.gov/abs/gr-qc/0305084
tu as un fort bon article sur l'effet Sagnac avec en plus un historique et des reférences expérimentales.

Bonjour Deedee1,


Merci pour cette référence. Je ne connaissais rien de "l'équivalence" de l'effet Sagnac et de l'effet Aronhov-Bohm.

Voilà un truc de plus a travailler.

[ordage]

Salut à tous !

J 'ai récemment découvert l'effet Sagnac , effet curieux du monde de la physique s'il en est , car semblant violer le postulat bien célebre de la relativité restreinte voulant que la vitesse de la lumiere soit une constante universelle est indépendante du réferentiel d'étude .

L' expérience est simple est consiste simplement à offrir un petit tour de manège à un interferomètre de Michelson ( i.e a le faire tourner autour d' un axe judicieusement choisi ): apparait alors un joli phénomene d ' interférences , traduisant une différence de marche entre les rayons lumineux effectuant des trajectoires de sens contraires . La relativité galilléenne parvient aisément à expliquer le phénomene , par composition , mais qu'en est il exactement pour la relativité , celle ci ne prévoyant aucune variation de la vitesse de la lumière ?

Salut

Vieux débat.

Dans le compte rendu de l'académie des sciences du 7 Novembre 1921(consultable en ligne sur les archives de l'académie) sous le titre" Sur la théorie de la relativité et l'expérience de M. Sagnac", Paul Langevin répondait à cette objection d'un de ses collègues.
Quelques extraits de son article:

"D'intéressantes remarques sur la théorie de la relativité ont été présentées récemment par MM Painlevé et Picard. Je montrerai ultérieurement comment les difficultés soulevées par M Painlevé ne sont qu'apparentes et comment on peut mettre à profit ses critiques."
......
"Pour montrer combien cette synthèse est complète et répondre en même temps au désir exprimé par M. Picard, je vais montrer comment la théorie de la relativité généralisée explique, de manière quantitative, le résultat de l'expérience de M. Sagnac et en donne en même temps l'interprétation le plus simple et la plus conforme à la nature des choses."
.....

Suit sa démonstration, où il commence à faire remarquer que c'est une expérience au premier ordre où toutes les théories de l'optique, mécaniques, électromagnétiques ou relativistes sont d'accord qualitativement et quantitativement, donc qui ne peut être discriminante à la différence de celle de Michelson-Morley qui est au second ordre et qui est discriminante vis à vis des théories citées précédemment qui prédisent des résultats différents.

et il conclut par:

"Cette expérience optique du premier ordre s'apparente ainsi à l'expérience du pendule de Foucault ou à celle du gyroscope et manifeste une fois de plus, depuis Newton, la possibilité de mettre en évidence le mouvement de rotation d'un système matériel par des expériences intérieures au système".

Cela se passait il y a pratiquement 90 ans!

Cordialement.

[Deedee81]

(aussi jai appris bcps tous seul dans ce domaine)

Idem. J'ai eut une formation de "base" (ingénieur civil) mais j'ai énormément appris par moi-même (en particulier en relativité générale et en théorie quantique des champs). Rien de tel que la formation continue (et on n'arrête jamais, c'est ça qui est chouette)

c'est trop trop de paradoxe donc soint qu'on'a mal compris la relativité réstreint ou qu'on dois changer de cap de penser

Ce n'est ni l'un ni l'autre car ce ne sont PAS des paradoxes.

Ils ne sont appelés paradoxes que :
- Parce que c'est juste le nom qu'on leur a donné
- Parce qu'ils manifestent des comportement inhabituels dans la vie de tous les jours (exemple : apparition d'une charge dans un fil neutre parcouru par un courant, en relativité, pour un observateur en mouvement)
- Par ce qu'ils mettent en évidence un résultat anormal quand on utilise mal la théorie (cas fréquent, par exemple : paradoxe de Langevin, paradoxe de Selleri, paradoxe d'Ehrenfest,....)
- On quand on utilise une théorie en dehors de son domaine de validité (paradoxe du sous-marin,... mais également des paradoxes "sans nom" comme l'existence d'effets violant la causalité en EM classique avec les charges interagissant avec leur propre champ).

Mais quand on utilise la théorie adéquate et adéquatement, aucun paradoxe ne se pose (*).

Le tout est donc d'apprendre ces théories, leur usage, leur rapport avec l'expérience, etc.

(*) A noter qu'il existe des théories qui restent encore à bâtir. Par exemple en gravitation quantique. Et un "paradoxe" nécessitant la gravitation quantique peut rester encore sous le tapis. Un exemple : à cause du principe d'incertitude appliqué à l'énergie, sur de toutes petites distances et durées (échelle de Planck), on devrait voir apparaitre spontanément des trous noirs. En fait, il devrait y avoir des trous noirs absolument partout, en tout point. On devrait en être noyé. Ce n'est évidemment pas le cas. Avec les théories "candidates" spéculatives sur la gravitation quantique dont on dispose, ce paradoxe n'existe pas mais on ne sait pas encore quelle est la bonne théorie (c'est complexe et, surtout, on manque de données expérimentales => CA c'est la clef en physique ).

[azizovsky]

bonjour ,d'aprés monsieur... "le tout donc d'apprendre ces théories, leur usage leurs rapport avec l'éxpérience,etc"ok je suis d'accord mais d'aprés la définition phylosophique d'une théorie scientifique est qu'elle est peu étre refutable (définition d un grand phylosophe épistimoloque )et c'est le cas pour la relativité réstreint pour éxpliquer l'effet sagnac car la théorie classique donne le méme resultat en premiére approximation que la relativité réstreinte j'ai appris ça ici http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Sagnac et c'est pas le cas accepter pour d'autres phénoménes physique ou l'approximation en premiér ordre donne le résultat classique(méme chose pour la mécanique quantique) je suis pas un phylosophe,j'aime bien tirer au claire les idées phisique sous adjassante en vigeur pour les soumettre sous l'égide des canons de la rigeur (pas d'école ,pas de faux semblant pas de concision....)et c'est pas les grands noms de la physique(tous mes réspect à ses géants) qui vont me faire croire que c'est ce qu ils ont trouvé est la vérité absolu car tot ou tard la nature reprend le devant(comme a dit le grand physicien richad feynman ou presque) et ce se qu'a fait l'effet sagnac pour la relativité réstreint et j'affirme qu'elle ne tient pas debout c'est en tiens compte du deusiéme terme du développement de l'effet sagnac en l'utilison elle seulle.

[invite6754323456711]

j'aime bien tirer au claire les idées phisique sous adjassante en vigeur pour les soumettre sous l'égide des canons de la rigeur (pas d'école ,pas de faux semblant pas de concision....).
...

j'affirme qu'elle ne tient pas debout.

Votre démarche est incohérente. Un argument d'autorité (une théorie est un consensus et non un argument d'autorité) n'est bien sur pas recevable en science, mais le votre n'est guère mieux scientifique.

Il y a une signature d'un Forumeur : "J'affirme péremptoirement que toute affirmation péremptoire est fausse".

Patrick

[azizovsky]

ok patrick je suis d'accord avec toi j'ai mal choisi le verbe car affirmer il est un peu catégorique (autoritaire)et ce que je déteste moin aussi mais pour forumeur :c'est la premiére fois que je me suis inscrit dans un forum je ne suis pas encore endoctriner ,ce que m'a poussé à écrire c'est apprendre je suis pas un physicien je suis monsieur tout le monde qui 'a passer des milliérs d'heure à apprendre et à essayer de comprendre la relativité réstreinte et on tembe sur un site ou un livre que pour ésquiver l'éssence du probléme comme celui d'effet sagnac nous répend il faut pas mélanger les chose ou on'a mal compris( possible),préjuger d'avance on se sent un peu brutaliser car méme leur éxplication ne tiens pas la route physiquement pour éttancher la soif,c est possible que ça qui a jouer sur moi pour étre gatégorique ,pour moi c'et les idées et les conceptions qui donnent naissance au équations pas l'inverse donc je suis ici pour améliorer ou laisser tomber des idées acquis possible en utilisons des équations pour simplifier pas pour obscurcir les idées . cordialement l









































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[azizovsky]

bonjour tous le monde j'ai lu ta quéstion monsieur 'bioben':est il possible d'obtenir les transformations de lorentz pour un mvt circulaire ....et c'est pas une question absurde mais originelle .d'aprés ce que j'ai compris est il possible d'appliqué les transformations de lorentz...la premiére réponse se trouve sur le cite effet sagnac wikipédia, nous aussi on va le faire mais clairement d'abord écrivons les équation de lorentz (1) x'=k[x-ut] et on remplaçons x'=ct' et x=ct on a la tranformation du temps (2) t'=k[t-(b/c)x] avec k=1/[1-(b/c)^2]^1/2 et b=u/c on on pose w l'angle entre l axe reliant l'observateur O au centre de la circonférence et celui qui relie l'observateur O' au centre et w' la vitesse angulaire de retation de O' par rapport à on a x'=(r.dw)'et x=r.dw on remplace dans dx'=k[dx-udt] on'a (r.dw)'(1)=k[r.dw-rw'dt] (1) désigne photon 1 pour le rayon lumineux qui part dans le sens contraire de l'observatrur O' et (r.dw)'(2)=k[r.dw+rw'dt] ça parrait un peu bizard car les arcs de cercle sont de sens opposé (r.dw)'(1)=-(r.dw)'(2){inversion d'espace temps ou symétrie PT dans l'équation} et en intégre comme a dit monsieur bioben sur la circonfarence on aura 2pi.r'(1)=k[2pi.r-rw't] et 2pi.r'(2)=k[2pi.r+rw't] ou t est le temps d'aller retour du deux photons dans le référentiél R on pose 2pi.r'(1)= s'(1)=ct'(1) et 2pi.r=ct =s 2pi.r'(2)=s'(2)=ct'(2) on 'a t'(1)=k[t-(rw'/c)t] et t'(2)=k[t+(rw'/c)t] on voit que t'(1)<t'(2) donc t'(2)-t'(1)=delta(t)= k(rw'/c)t+k(rw'/c)t=2k(rw'/c)t si on multiplie par c/c on delta(t)=2k(rw'/c^2)c.t or ct =s =2pi.r ce qui donne delta(t)=4pi.k(w'r^2/c^2) on a le méme resultat que sur wikipédia mais on suivant l'idées (question originelle de monsieur 'bioben' )

[benjgru]

Bon après avoir cherché un peu de documentation j'ai trouvé réponse à ces questions : l'invariance de la vitesse de la lumière n'est vraie que pour des reférentiels inertiels (en translation rectiligne uniforme).
J'aurai du mieux me documenter avant ....(mauvaise influence des vancances)

Par contre pour la suite je cherche encore...
a+
ben

ah j'ai un doute : la vitesse de la lumière est constante même dans les référentiels accélérés , c'est un postulat de base de la relat générale...c'est au contraire l'espace temps qui "change" d'un point à un autre pour assurer cette invariance
cf Gilles Cohen Tannoudji, "les Constantes Universelles"

quelqu'un pour confirmer ?

[benjgru]

LPFR t'en penses quoi ?