Pourquoi la lumière est si importante en physique?
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Pourquoi la lumière est si importante en physique?



  1. #1
    invitecc295912

    Pourquoi la lumière est si importante en physique?


    ------

    Bonsoir à tous,je suis nouveau comme vous pouvez le voir, j'ai décidé de m'inscrire aujourd'hui pour poser une question mais vraisemblablement pas la dernière car ce forum et vraiment passionnant.

    Je me demandais pourquoi la lumière est si importante en physique,on intègre la lumière dans des modèles physique.
    Mais pourquoi la lumière, n'est t-elle pas un phénomène physique comme tant d'autres?
    Ne peut t-on pas construire d'autres modèle se basant sur un autre phénomène?

    Merci beaucoup

    -----

  2. #2
    mc222

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    salut, quand on parle en physique par exemple de vitesse de la lumière, on parle enfait de toute les ondes éléctromagnétiques et pas seulement la lumière.

  3. #3
    LPFR

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Citation Envoyé par naovich Voir le message
    Mais pourquoi la lumière, n'est t-elle pas un phénomène physique comme tant d'autres?
    Ne peut t-on pas construire d'autres modèle se basant sur un autre phénomène?
    Bonjour.
    La (vitesse de la) lumière n'a pas eu toujours l'importance qu'elle a aujourd'hui.
    Toute la physique classique, De Newton jusqu'à Michelson, ne privilégiait pas la vitesse de la lumière.
    Mais Michelson a fait des expériences qui démontraient que la physique classique ne fonctionnait pas bien avec la lumière et sa vitesse. Il a fallu créer une nouvelle physique pour en tenir compte.
    Même Einstein, qui avait trouvé qu'il devait avoir une "vitesse limite" n'avait pas conclu que ce devait être celle de la lumière. Ce sont des expériences qui on montré, par la suite, que c'était bien la vitesse de la lumière qu'il fallait utiliser.
    Au revoir.

  4. #4
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    la question en amène une autre.
    si vous pensez que je suis hors sujet, j'ouvrirai un autre fil .

    le sens de ma question est la suivante:
    Einstein n'a pas été le premier a supposer que la vitesse de la lumière avait une limite ( quel que soit le référentiel ).

    néanmoins aujourd'hui celà semble prouvé et très précisement mesuré.

    l'exercice de pensée que je propose est d'imaginer un univers ou par exemple :
    C=1000*c ( c actuel )

    après tout il ne s'agit que d'un facteur 10^3.
    mais quelles seraient les incidences sur la création et donc la forme de notre univers visible actuel.
    sur notre vision actuelle de notre galaxie et plus loin, de l'univers lointain.
    sur eventuellement la possible composition des systèmes solaires.
    ( si E=Mc² reste vrai) , alors 10^6 sur la fusion nucléaire n'est elle pas fatale à priori sur la stabibilité d'une étoile quelconque.?

    bref, en toute naiveté, si c nous em.. tous les jours
    (je veux dire une vitesse ridiculement petite / taille de l'univers )
    , qu'en serait -il avec un c beaucoup plus grand ?

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Heimdall

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    salut

    je trouve que c'est une confusion classique que de penser que la "lumière" ou les ondes électromagnétiques ont une importance étrange dans divers domaines...

    Je préfère dire que 'c' est une vitesse constante et limite donnée par la théorie de la relativité et pas la vitesse de la lumière, sinon on comprends plus rien à pourquoi les ondes gravitationnelles vont à cette vitesse par exemple...

    a+

  7. #6
    chez_bob

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Je ne peut pas répondre à la question de savoir a quoi ressemblerais lunivers si C=1000*c.
    Mais je peut dire que si la lumière est si importante en physique, cest avant tout que c'est notre seul regard sur l'univers.
    Si nous pouvions fermer les yeux et sonder l'Univers avec nos main, alors peut-être la lumière serais moin importante.
    "-Est-ce un Hold-up? -Non, c'est une expérience scientifique!" (Emmet Brown)

  8. #7
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Citation Envoyé par Heimdall Voir le message
    salut

    je trouve que c'est une confusion classique que de penser que la "lumière" ou les ondes électromagnétiques ont une importance étrange dans divers domaines...
    elle n'est pas pas "étrange", elle est capitale.

  9. #8
    Seirios

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Bonjour,

    elle n'est pas pas "étrange", elle est capitale.
    Pourquoi dis-tu que la lumière joue un rôle capital en physique ? Pour l'importance qu'on lui accorde en relativité restreinte, elle est surtout d'ordre historique plutôt que d'ordre fondamental : http://o.castera.free.fr/pdf/Chronogeometrie.pdf.
    If your method does not solve the problem, change the problem.

  10. #9
    franzz

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    hello

    bien que je n'ai pas encore tout compris, je vois la vitesse de la lumière comme l'expression de " l'instantanéité " au sens relativiste. mais c'est peut etre une grosse betise

    ++
    Franzz, Corrosion

  11. #10
    invite4ff2f180

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    @LPFR
    Dans son article de 1905, Einstein met en avant la lumière justement. Il faut dire que son objectif à l'époque était de concilier l'électromagnétisme et la mécanique newtonienne.
    Ce n'est que plus tard que la théorie de la relativité restreinte à été reformulée à partir de postulats plus fondamentaux. Avec ces nouveaux postulats, on démontre qu'il existe une vitesse limite c. On s'aperçoit ensuite qu'elle est atteinte par toutes les particules de masse nulle et donc par le photon.

    Si la lumière à une "importance fondamentale" en physique, c'est qu'elle fait partie d'une des 4 interactions fondamentales (interaction électromagnétique / forte / faible / gravitationnelle). Etant donnée que les forces faibles et fortes ne sont pas très présentes dans les expériences courantes, il ne reste que la gravitation et l'électromagnétisme. C'est ce qui donne cette impression que la lumière est importante.

    @franzz
    je ne comprends pas votre remarque.
    L'instantanéité n'a rien a voir avec la vitesse de la lumière a priori.

  12. #11
    invite499b16d5

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Citation Envoyé par Mixoo Voir le message
    Ce n'est que plus tard que la théorie de la relativité restreinte à été reformulée à partir de postulats plus fondamentaux. Avec ces nouveaux postulats, on démontre qu'il existe une vitesse limite c. On s'aperçoit ensuite qu'elle est atteinte par toutes les particules de masse nulle et donc par le photon.
    Bonjour,
    je serais très curieux de savoir quels sont ces postulats fondamentaux? D'où peut sortir cette valeur de c, si on met de côté l'électromagnétisme, dont on s'aperçoit après coup que la lumière a la même?

  13. #12
    invite4ff2f180

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Les hypothèses sont :
    - homogénéité de l'espace temps
    - isotropie de l'espace temps
    - structure de groupe de la théorie
    - causalité
    - lois identiques dans tous les ref inertiels

  14. #13
    invite499b16d5

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Citation Envoyé par Mixoo Voir le message
    Les hypothèses sont :
    - homogénéité de l'espace temps
    - isotropie de l'espace temps
    - structure de groupe de la théorie
    - causalité
    - lois identiques dans tous les ref inertiels
    Oui, mais où est-ce que ces notions s'articulent à l'expérience pour fournir la valeur numérique observée?
    (je sais bien qu'elle dépend d'un choix d'unités, mais elle a bien une "valeur", c-à-d est non infinie et "comparable" à d'autres vitesses)

  15. #14
    invite4ff2f180

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Ces hypothèses permettent de retrouver toute la cinématique de la relativité restreinte. En particulier l'existence d'une vitesse maximale "c" qui est invariante par changement de ref inertiel. On montre de plus que cette vitesse n'est atteinte que par les particules de masse nulle.
    Ensuite, il est évident que la théorie ne donne pas de valeur numérique pour c ...

  16. #15
    invite499b16d5

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Citation Envoyé par Mixoo Voir le message
    Ces hypothèses permettent de retrouver toute la cinématique de la relativité restreinte. En particulier l'existence d'une vitesse maximale "c" qui est invariante par changement de ref inertiel. On montre de plus que cette vitesse n'est atteinte que par les particules de masse nulle.
    J'ai du mal à voir laquelle plus précisément de ces hypothèses implique l'existence d'une vitesse limite. Est-ce la causalité?
    A contrario, si on imagine un modèle d'univers où les interactions seraient instantanées, comment montrer simplement qu'il viole une de ces hypothèses et laquelle?
    (ou qu'il introduit une contradiction logique entre deux de ces hypothèses...)

  17. #16
    Seirios

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Voici un exemple de raisonnement : http://archive.numdam.org/ARCHIVE/BS...__65__83_0.pdf
    If your method does not solve the problem, change the problem.

  18. #17
    invite499b16d5

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Citation Envoyé par Phys2 Voir le message
    Merci mille fois. C'est très complet, et qui plus est, à un niveau que je peux comprendre... en disposant d'un peu de temps!

  19. #18
    invite499b16d5

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Cela dit, il me semble quand même que le point crucial, c'est "lois identiques dans tous les ref inertiels".
    (plus exactement: incapacité principielle de distinguer un référentiel inertiel privilégié)
    Mais toujours avec cette difficulté qu'on a du mal à définir un réf inertiel sans tomber dans la circularité.

  20. #19
    invite4ff2f180

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    C'est parce qu'on ne peut pas le définir qu'on le postule justement ...
    Ce problème est résolu dans la théorie de la relativité générale.

  21. #20
    franzz

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Citation Envoyé par Mixoo Voir le message
    @franzz
    je ne comprends pas votre remarque.
    L'instantanéité n'a rien a voir avec la vitesse de la lumière a priori.
    re Mixoo

    aujourd hui j ai un peu le cerveau embrumé, fatigue excessive etc, je ne suis donc pas sur d'arriver a exprimer mon idée...

    - la vitesse de la lumiere est la vitesse la plus rapide.
    - 2 evenements séparés de dx et dt sont "simultanés" si ds² = dx²- c²dt² = 0 donc si dx/dt = c
    - l'instantaneité absolue n'existe pas, l'instantaneité se "déplace" à c.

    en fait je m'interroge sur ds = 0... ca veut dire quoi?
    pour moi ca veut dire que 2 evenements sont "simultanés" : (meme endroit meme temps, ou pas)

    je savais bien que j'y arriverais pas

    ++
    Dernière modification par franzz ; 01/07/2010 à 13h32.
    Franzz, Corrosion

  22. #21
    invite4ff2f180

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    La simultanéité correspond à t1 = t2. Elle dépend du référentiel.

  23. #22
    stefjm

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Citation Envoyé par Mixoo Voir le message
    Ensuite, il est évident que la théorie ne donne pas de valeur numérique pour c ...
    C'est bien le signe qu'il y a encore de quoi faire un peu de physique pour obtenir la valeur théorique de cette constante si fondamentale.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  24. #23
    invite499b16d5

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Question bête rattachée à la question de Franzz:
    ds=0 signifie que les deux évènement sont séparés par un intervalle de genre lumière. La causalité concerne les intervalles de genre temps, ceux du genre espace ne peuvent être liés causalement.
    Est-ce à dire que si un photon est émis par un appareil et reçu par un autre, la réception ne peut pas être vue strictement comme causée par l'émission?
    (ils seraient alors "simultanés" au sens où je pense que Franzz l'entend)

  25. #24
    Simontheb

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Citation Envoyé par betatron Voir le message
    Question bête rattachée à la question de Franzz:
    ds=0 signifie que les deux évènement sont séparés par un intervalle de genre lumière. La causalité concerne les intervalles de genre temps, ceux du genre espace ne peuvent être liés causalement.
    Est-ce à dire que si un photon est émis par un appareil et reçu par un autre, la réception ne peut pas être vue strictement comme causée par l'émission?
    Un rayon lumineux peut être porteur d'un lien causal. Donc la réception d'un signal est bien causée par son émission...

  26. #25
    invite4ff2f180

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    @Betatron : non, deux événements de genre lumière sont également causalement liés (c'est évident avec ton exemple ...).

  27. #26
    franzz

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    oups je reponds sans avoir vu la remarque de betatron

    dsl de spamer...
    Franzz, Corrosion

  28. #27
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    C'est bien le signe qu'il y a encore de quoi faire un peu de physique pour obtenir la valeur théorique de cette constante si fondamentale.
    c'est bien ce que je crois comprendre depuis pas mal d'année.
    mais je me permet de revenir à mon execcice de pensée.
    que serait notre univers avec un C=1000c ?
    ne repondez pas, si les poules etc ... ce n'est pas la question.
    en math très souvent en faisant varier les paramètres on obtient des choses totalement différentes.
    qu'en serait-il de notre univers ?
    déjà il me semble que sa création aurait été tout autre.
    ensuite la fusion nucléaire étant au centre du fonctionnment des étoiles qu'en serait-il avec E=mc²*10^6 ?

    ou alors je pose le poblème à l'envers, à savoir que LA constante c'est E .
    auquel cas se sont les masses qui ne sont plus les mêmes.

    c'est justement parcequ'on ne peut que "mesurer c" et non pas le demontrer, que cet exercice de pensée m'intrigue.

  29. #28
    invite499b16d5

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Citation Envoyé par Simontheb Voir le message
    Un rayon lumineux peut être porteur d'un lien causal. Donc la réception d'un signal est bien causée par son émission...
    Ce que je cherchais à dire, c'est que si causalité il y a, elle doit quand même être d'un genre spécial. Puisqu'elle correspond à la frontière précise entre une région causale et une région non-causale. Quand on dit "supérieur ou égal", le "ou" fait en général référence à deux cas distincts physiquement. Mais peut-être que ça n'a pas d'importance.

  30. #29
    stefjm

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    c'est justement parcequ'on ne peut que "mesurer c" et non pas le demontrer, que cet exercice de pensée m'intrigue.
    Le SI, de par la définition du mètre et de la seconde ne permets plus aucune mesure de c aujourd'hui.
    Je suis incapable de donner l'incertitude de mesure actuelle...
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  31. #30
    invite4ff2f180

    Re : Pourquoi la lumière est si importante en physique?

    Bonjour,

    les unités fondamentales sont :
    mètre,kg,seconde,ampère,kelvin ,mol,candela (j'en ai peut-être oublié une mais peu importe).
    On peut alors faire un "changement de base" et prendre :
    c,h,G,ampère,kelvin,mol,candel a (h=constante de Planck).

    Donc changer c, revient en fait à simplement faire un changement d'unité dans la théorie ce qui ne change rien.

    D'ailleurs c est fixé à 299 792 458 m / s de manière "arbitraire"

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