Effet doppler

[invite5411484d]

Bonjour, j'aurais besoin de votre avis s'il vous plait:

Imaginons une source lumineuse en 0. Deux nuages de gaz (pouvant absorber et réemettre instantanement les photons de la source) se deplacent a une vitesse V par rapport à 0, l un vers x>0, l autre vers x<0.

Le nuage x>0 voit les photons incidents avec une frequence nu1=nu0/(1+V/c). S il en absorbe un, il le réémet instantanement a cette meme frequence. S il est réémis vers les x<0, l autre nuage x<0 verra ce photon à une frequence nu2=nu1/(1+2V/c)=nu0/[(1+2V/c)(1+V/c)]

Cest la qu est ma question (si tant est que le raisonnement en amont soit correct...):

Le nuage x<0 verra bien ce photon à une frequence nu2=nu1/(1+2V/c)=nu0/(1+2V/c)(1+V/c) ????

Par ailleurs, pour un observateur en x=-infini qui voit le systeme (source+nuages) qui s'éloigne à une vitesse u, il verra ce photon à une fréquence nu_obs=nu2/(1+u/c)=nu0/[(1+2V/c)(1+V/c)(1+u/c)]

C est juste??

ce qui me parait bizzare c est qu'il n'y a que des "diminutions " de frequence alors que le nuage x<0 se rapproche de l'observateur avec une vitesse -Vn devrait donc avoir un blueshift quelque part,non??
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[invite5411484d]

Modification:

en fait l'observateur ne verra que les photons qui NE SONT PAS absorbés (ni diffusés ou quoi que ce soit) par le nuage x<0 DONC il voit les photons issus du nuage x>0 a une frequence :

nu_obs=nu1/(1+u/c)=nu0/[(1+V/c)(1+u/c)] OK?


par contre, la frequence a laquelle le nuage x<0 voit les photons issus du nuage x>0 ne sert qu'a definir l'absorption par le gaz (donc le taux de transmission), c est bien ça?

[LPFR]

Bonjour.
Je crois que vous devriez raisonner en ondes plutôt qu'en photons. L'absorption et l'émission de photons est quelque chose qui se passe entre des niveaux d'énergie. Alors dire que quelque chose absorbe un photon avec un décalage Doppler et qui le réémet avec le même décalage, me déplait.
Vous aurez moins mal en remplaçant le nuage par un miroir.
De plus votre formule de Doppler n'est pas correcte:

Au revoir.

[Deedee81]

Bonjour,

Faut préciser que les nuages sont sur les x>0 (indépendament de leur mouvement). Et dans ce cas, tout cela m'a l'air correct (pour des vitesses faibles, because relativité).

Ok aussi pour le second message (tu as en effet deux cas possible).

ce qui me parait bizzare c est qu'il n'y a que des "diminutions " de frequence alors que le nuage x<0 se rapproche de l'observateur avec une vitesse -Vn devrait donc avoir un blueshift quelque part,non??

Non, pas nécessairement. N'oublie pas qu'il y a absorption et réémission.

Tu peux raisonner mécaniquement. Au lieu d'un rayon lumineux, disons que tu tires une balle de fusil. Si le nuage qui s'approche reçoit la balle, il y aura un impact énorme ("blue shift"). Mais si c'est celui qui s'éloigne qui le prend, le choc est amortit (red shift") puis il relance la balle vers l'autre nuage avec à nouveau un amortissement (vitesse relative 2V). Où est passé la différence d'énergie et de quantité de mouvement ??? Et bien, dans le "recul" du premier nuage, à la fois quand il arrête la balle et quand il la relance (il y aura aussi dissipation d'énergie)

Idem avec la lumière (l'effet Doppler correspond exactement à une variation d'énergie et la lumière transporte aussi une quantité de mouvement, et ici la dissipation d'énergie est thermique)

Pour LPFR : ce que donne riz au curry est bon, c'est simplement l'approximation non relativiste. Si on en vient à utiliser les v²/c² alors il ne faut pas utiliser 2V mais la composition RR des vitesses.

Pour les photons, tu as raison. Autant rester "simple" avec la lumière tout court. D'ailleurs c'est aussi la question qui m'est venue à l'esprit : "tiens, le nuage absorbe n'importe quelle fréquence ?" (au départ j'ai cru que riz au curry allait parler de refroidissement par laser ).

Mais ça reste bon. L'important (en tant qu'expérience de pensée) est que l'émission se fait à la même fréquence que la réception. Que ce soit un miroir ou une absorption/émission par un atomes, c'est kif, du moment que c'est précisé.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite5411484d]

Faut préciser que les nuages sont sur les x>0 (indépendament de leur mouvement).

Non non! il y a la source en 0, un nuage (ou un miroir whatever) en x>0 = celui qui va reflechir des photons vers les x<0, et un autre nuage en x<0 qui peut absorber une partie des photons. Enfin, l 'observateur est
en x= - infini, et il reçoit les photons qui ont été REFLECHIS puis TRANSMIS.

Ca roule toujours??

NB: pour info, la position en x des nuages est en fait donnée par x=+/- V *t ou V est la vitesse de chacun des nuages.

[Deedee81]

Ca roule toujours??

Oui, oui, ça reste bon

NB: pour info, la position en x des nuages est en fait donnée par x=+/- V *t ou V est la vitesse de chacun des nuages.

Mais dans ce cas, il n'y a plus du tout de blue shift possible (tout s'éloigne de tout). C'est encore plus simple Mais mon explication "mécaniste" initiale reste valable.