Lumière prisonnière ?

[invite6e5b8b92]

Alors j'ai une question concernant les miroirs et la réflection de la lumière. Supposons que je fabrique une pièce dont les murs seraient des miroirs et que j'allume la lumière pour l'éteindre par la suite... Ma question est de savoir ce qu'il arrivera au rayonnement lumineux, va-t-il disparaître instantanément, ou va-t-il subsister à cause de la nature des miroirs? En d'autres mots, la pièce restera-t-elle éclairée? (la pièce est évidemment vide)

Personnellement, je pense que pour que rayonnement subsiste, il faudrait que les murs soient des miroirs parfait (dépourvus d'imperfections).Et ensuite, je ne suis pas un expert, mais il me semble que la matière absorbe habituellement le rayonnement lumineux, alors je suppose qu'au bout d'un moment, meme s'il y a réflection, le rayonnement cessera, ma question serait alors de savoir si les murs en mirroirs feront accroitre le temps que la pièce sera éclairée.

Merci d'avance!
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[invite8ef897e4]

Bonjour,

bienvenue sur FS. Habituellement, en particulier c'est indique dans la charte de bon usage du forum que tu as du accepter, les formules de politesses font regle explicitement.

La question etant tres interessante, je me permets d'apporter quelques elements a discuter, un peu en vrac. Si les miroirs sont parfaitement reflechissant, la lumiere qui porte une certaine quantite d'energie ne peut pas disparaitre spontanement, ni meme lentement. L'energie peut neanmoins se transformer. En particulier, les miroirs s'ils ne sont pas parfaits peuvent absorber et re-emettre au moins une partie a une longueur d'onde plus faible. Un autre aspect interessant est de savoir si la lumiere est toujours la, en placant un observateur par exemple. Evidemment, toute la lumiere que l'obseraveur percoit n'est plus disponible dans la piece. Un observateur humain emet aussi un rayonnement dans l'infrarouge d'ailleurs.

En compliquant un peu les choses, on peut considerer une cavite d'une certaine taille, donnant une liste discrete des longueurs d'ondes possibles dans la piece, et imaginer que l'on a construit les miroirs dans un materiau qui ne peut pas absorber ces longueurs d'ondes, pour essayer de realiser de tels miroirs parfaitement transparents. Evidemment dans la pratique on va se heurter a des complications multiples parce que le spectre d'abosrption n'est pas vraiment discret, parce que les miroirs ne sont jamais parfaitement immobiles... mais la question est tres interessante.

[calculair]

Faisons à ta question 2 reponses;

La 1° est purement théorique
La 2° correspond à ce qui est experimentalement faisable.

1° reponse

Les miroirs sont parfaitement reflechissant, il n'y a pas de pertes d'energie à la reflexion.

Les photons ou les ondes vont se reflechir indefiniment sur les miroirs.La lumière ne s'eteint pas.

Remarque: Si une telle cavité etait réalisable, il faudrait faire attention de ne pas laisser la lampe allumée trop longtemps car l'energie emprisonnée dans la cavité ne cesserait d'augmenter.........


2° Reponse

Malheureusement on ne sait pas faire de miroirs parfaits, il y a toujours une perte d'energie à la reflexion. Ceci creé un amortissement, tout à fait comparable a l'amortissement d'un circuit RLC. La lumière va donc s'eteindre en un temps dependant de cet amortissement

Si les miroirs ont un coefficient de reflexion de 99,5% cela signifie que la perte d'energie est de 5/1000 par reflexion

en supposant que les miroirs sont à 1m l'un de l'autre il y a une reflexion toute les 0,003 micro seconde soit 300 reflexions par microseconde

En 1 micro seconde il ne reste plus que 22% de la lumière initiale
en 10 micro secondes il ne reste plus que 0,00003% de la lumière initiale

Au dela de ce temps il faudrait baisser la temperature pour ne pas être gené par le rayonnement thermique naturel

En conclusion, la presence des miroirs allonge trés lègèrement la durée d'extinction de la lumière mais cela n'est pas perceptible à l'oeil. En faisant des mesures precises cela doit être detectée.

Maintenant en eloignant les miroirs on doit augmenter le temps, mais on va se heurter à des problèmes d'absortion du milieu traversé et à la diffraction des rayons.

L'emission stimulée des lasers utilise des cavités lumineuses avec un amortissement suffisament faible pour obtenir l'emission laser.

Donc formellement tu as raison, la presence des miroirs augmente la durée de presence de la lumière aprés extinction de la lampe. Mais il faut bien avoir en tête les durées correspondantes

[sitalgo]

B'jour,

On peut faire avec des miroirs mais il suffit que les parois soient parfaitement blanches. Dans tous les cas d'absoption nulle des fréquences utilisées, comme l'a dit humanino..

[A voir en vidéo sur Futura]

[obi76]

Autre chose : la forme des miroirs n'a aucune importance à partir du moment ou c'est une surface fermée.
Encore autre chose : si la pièce est carrée, une partie des photons pourraient se voir interférer...

[invite8ef897e4]

Encore autre chose : si la pièce est carrée, une partie des photons pourraient se voir interférer...

Il me semble que c'est loin d'etre evident. Mettant a part la thermalisation rapide du systeme, qui tue tout espoir de coherence, il faut que les deux ondes aient ete creees ensemble, suivent deux chemins optiques de longueur presque identiques (ce que je veux bien concevoit dans une piece caree, mais il est facile de montrer en principe que cela marche en general pour une piece fermee (concave) quelconque) et se retrouvent dans un volume d'espace-temps inferieur a leur temps-longueur de coherence. Le point faible est surement que les deux ondes n'ont pas ete creees ensemble.

[obi76]

Cela ne veut pas dire qu'il est impossible, après avoir parcouru pas mal de chemin, pouvoir interférer à un moment ou à un autre.

Je pense (sans conviction ) que c'est aussi une perte...

[invitea774bcd7]

Et vos miroirs, ils sont à une certaine température ? Ils émettent donc naturellement dans la pièce : pas besoin d'ampoule

[invite8ef897e4]

Et vos miroirs, ils sont à une certaine température ? Ils émettent donc naturellement dans la pièce : pas besoin d'ampoule

Oui, cela a ete mentionne il me semble. Nous n'avons pas parle de Casimir non plus.

[invitea774bcd7]

Oui, cela a ete mentionne il me semble. Nous n'avons pas parle de Casimir non plus.

Que vient faire ce gentil dinosaure dans cette histoire ?

[invite6e5b8b92]

Salut!

Casimir c'est cette histoire d'énergie du vide ( hélas je suis en physique de secondaire 5 alors ne vous moquez point de mon inculture!)

[Deedee81]

Casimir c'est cette histoire d'énergie du vide ( hélas je suis en physique de secondaire 5 alors ne vous moquez point de mon inculture!)

Salut,

Ne prend pas la mouche, guerom faisait juste un bon mot, parfois pour parler de l'effet Casimir je parle de l'effet gros bonhomme orange, faut bien détendre l'atmosphère, la physique c'est austère