énergie pure

[inviteba0a4d6e]

Je vais réessayer!! E = 1/2 mv² est clairement différent si on change entre deux repères en translation l'un par rapport à l'autre. Comme la masse ne change pas, chercher une relation obligatoire entre 1/2 mv² et la masse est absurde (E=mc²=1/2 mv² est clairement débile).
(...)
Si on cherche quelque chose de physique en rapport direct avec l'énergie, on trouve le quadrivecteur (E, ).
(...)
Il y a une relation obligatoire entre masse et le quadri-vecteur (E, ), mais pas avec l'énergie qui n'est qu'une composante qui varie avec le repère choisi. C'est pour cela que l'on devrait toujours écrire "E=mc² dans le repère où la masse est au repos", c'est à dire où =0, ce qui complète la donnée du quadrivecteur.

La relation obligatoire est E²=m²c⁴+p²c². Elle est claire et répond à la question! Si p=0, alors E²=m²^c, ce qui se réduit en E=mc²;
(...)

Alors, question en retour, en quoi ne répond-elle pas à la demande?

Peut-être devrais-je faire un effort et prendre des cours de Physique par correspondance... Je sais qu'il n'y a pas le niveau de connaissances sous notre pseudo, mais j'ai le regret d'avouer que toutes ces formules sont aussi compréhensibles pour moi qu'un livre de cuisine écrit en araméen...

Alors, il est évident que pour concevoir certains principes physiques il est nécessaire voire indispensable de connaître moult formules sur le bout des doigts (et tant qu'à faire de les comprendre)...
E, m, v, c, ², etc... j'en ai saisi la signification, mais il est des notions telles les formules qui ne 'parlent' pas si l'on n'a pas suivi les études adéquates ; je suis là aussi pour apprendre, et comprendre...

Cordialement
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[invite73192618]

Le CERN ne va pas fermer... C'est le LEP

Oups!

[invité576543]

Alors, il est évident que pour concevoir certains principes physiques il est nécessaire voire indispensable de connaître moult formules sur le bout des doigts (et tant qu'à faire de les comprendre)...
E, m, v, c, ², etc... j'en ai saisi la signification, mais il est des notions telles les formules qui ne 'parlent' pas si l'on n'a pas suivi les études adéquates ; je suis là aussi pour apprendre, et comprendre...

Bonjour,

Manifestement, je m'y prend mal, et j'en suis désolé. Une partie du problème vient de la nécessité de désapprendre plus que d'apprendre. Ce que tu dis est un peu contradictoire. Saisir la signification de E, m ou c a divers sens. Saisir la signification de ces termes dans le cadre de la relativité restreinte et comprendre les formules proposées, c'est la même chose.

Par ailleurs, connaître les moultes formules n'est pas nécessaire. Elles illustrent et synthétisent des concepts, mais on peut acquérir les concepts autrement.

Le concept fondamental à la discussion est la notion d'espace-temps, de repère dans l'espace-temps, et la perception des notions de masse, d'énergie et de quantité de mouvement dans l'espace-temps. Quand tu dis "saisir la signification de m, E", il est vraisemblable que ta perspective soit celle "bloquée" sur un seul repère. On peut s'en sortir en deux étapes, la première est de comprendre la relativité Galiléenne: cela montre que la notion d'énergie cinétique est relative, c'est à dire dépend du repère. La deuxième étape est la relativité restreinte, qui donne la bonne définition de la masse, et donne une nouvelle perspective aux notions d'énergie et de quantité de mouvement.

Ta question "Je désirais trouver une relation 'obligatoire' entre l'énergie et la masse" demande, pour y répondre, qu'on soit en accord sur les notions de "masse" ou de "énergie". C'est la que la différence dans le niveau d'étude pose un problème. Si on reste dans le cadre d'un seul référentiel, ces notions intuitives n'ont PAS de relation obligatoire. Point.

Ce n'est qu'en les redéfinissant dans le cadre de la relativité restreinte qu'une relation apparaît. Mais ce cadre n'est pas qu'une question de formule, c'est une question de perspective de ce que sont les objets physiques, de manière de voir les choses. Si là est le problème, le prendre par l'axe d'une relation obligatoire entre masse et énergie n'est pas la meilleure approche. Mieux vaut chercher à comprendre d'abord les concepts sous-jacent à la relativité (= indépendance par rapport au choix de repère de l'esapce-temps) et ensuite comment cela redéfinit la masse et l'énergie.

Amicalement,

Michel

[bardamu]

Je reviens encore sur le sujet, mais vu du photon maintenant. En assénant une "vérité" que l'on entend pas assez:

Un photon n'a pas d'énergie précise.

Ou plus exactement, l'énergie d'un photon "en vol" dépend du repère! Tout photon est potentiellement un photon gamma par exemple. Un photon du fond du ciel peut très bien avoir assez d'énergie pour se matérialiser en une paire électron/positron. L'astuce est de choisir le bon repère.

En effet, la relation E=h contient des deux côtés (heureusement!) un terme relatif. E dépend du repère, mais aussi (effet Doppler). La formule est cohérente donc.

L'énergie d'un photon n'a vraiement de sens que dans le repère où la source qui l'a émise est fixe, ou dans le repère où la source qui l'absorbe est fixe. Les deux énergies n'ont d'ailleurs aucune raison d'être égales.,

J'y avais jamais pensé...
Du coup, ça me fait poser des questions.

Disons qu'on a un objet O qui s'approche rapidement du Soleil (S) lequel émet un rayonnement (R), le bilan énergétique du système O-R-S sera différent de celui qu'on ferait avec la Terre tranquillement en orbite.
Peut-on attribuer le différentiel d'énergie au rayonnement qui serait par exemple "devenu" gamma pour l'objet alors qu'il est de la lumière jaune pour la Terre ? Ou bien, ce qui change entre les deux systèmes étant O, doit-on lui attribuer l'énergie supplémentaire ?

Et que devient la conservation de l'énergie dans ce cadre ? Faut-il avoir un système d'échange fermé émetteur-photon-récepteur pour qu'elle ait un sens ?

Je vais oser émettre une réflexion par rapport à la non-localité : si O est à 8 minutes-lumière, ce qui est échangé entre O et S ne se décide que plusieurs minutes après l'émission supposée des photons par le Soleil, aussi ne doit-on pas considérer que l'échange est instantanée et que le photon n'est que l'extension à la vitesse C d'une sorte de lien entre S et O, comme si on tirait un fil électrique et que seulement au moment où le contact se faisait la décharge s'opérait en fonction de la différence de potentiel ?
Comment l'objet pourrait-il être cause de la perte par le Soleil de l'énergie d'un photon gamma plutôt que celle d'un photon de lumière jaune, 8 minutes avant que ce photon ne lui parvienne ?

Mais j'ai peut-être raté quelque chose...

[invité576543]

Disons qu'on a un objet O qui s'approche rapidement du Soleil (S) lequel émet un rayonnement (R), le bilan énergétique du système O-R-S sera différent de celui qu'on ferait avec la Terre tranquillement en orbite.
Peut-on attribuer le différentiel d'énergie au rayonnement qui serait par exemple "devenu" gamma pour l'objet alors qu'il est de la lumière jaune pour la Terre ? Ou bien, ce qui change entre les deux systèmes étant O, doit-on lui attribuer l'énergie supplémentaire ?

Bonsoir,

Suffit de regarder les deux points de vue. Dans le repère du Soleil, un photon jaune percute un objet qui vient vers le photon, l'énergie du "choc" si on peut le présenter ainsi est perçue comme ayant une composante fournie par le photon et une autre due à l'énergie cinétique de O.

Dans le référentiel de O, toute l'énergie est celle du photon... Au résultat, ce sera la même chose, mais c'est bien ce que veut dire le principe de relativité: à savoir les quantités relatives (dont l'énergie) dépendent du repère, mais les prédictions qualitatives n'en dépendent pas, pas plus que les quantités non relatives.

Par exemple sii le choc du photon est suffisamment grand pour matérialiser (un résultat qualitatif!), vu du Soleil l'énergie de matérialisation vient principalement de l'énergie cinétique de O, et vu de O elle vient principalement du photon. Mais cela ne reflète que le côté relatif de l'énergie. Pour savoir si le choc est suffisant pour matérialiser le photon, il faut calculer l'énergie commune, qui est l'énergie du photon dans le repère du centre de masse O/photon.

Il n'y a rien d'extraodinaire à tout ça, c'est juste dire que si je lance à basse vitesse un caillou vers une voiture qui vient vers moi à grande vitesse, alors l'impulsion d'impact sera plus grande que celle que j'ai communiquée au caillou. En relativité restreinte le cas du photon ne permet pas de réfléchir en terme de vitesse, mais en terme d'énergie cinétique et de quantité de mouvement c'est qualitativemnt similaire.

Et que devient la conservation de l'énergie dans ce cadre ? Faut-il avoir un système d'échange fermé émetteur-photon-récepteur pour qu'elle ait un sens ?

Elle est toujours valable, heureusement. Simplement elle est valable dans un repère donné, elle n'est pas valable si on change de repère à tout bout de champ. Si l'énergie d'émission et de réception sont différentes, c'est uniquement parce que calculées dans des repères distincts. Si on reste dans le même repère, tout rentre dans l'ordre!

Je vais oser émettre une réflexion par rapport à la non-localité : si O est à 8 minutes-lumière, ce qui est échangé entre O et S ne se décide que plusieurs minutes après l'émission supposée des photons par le Soleil, aussi ne doit-on pas considérer que l'échange est instantanée et que le photon n'est que l'extension à la vitesse C d'une sorte de lien entre S et O, comme si on tirait un fil électrique et que seulement au moment où le contact se faisait la décharge s'opérait en fonction de la différence de potentiel ?
Comment l'objet pourrait-il être cause de la perte par le Soleil de l'énergie d'un photon gamma plutôt que celle d'un photon de lumière jaune, 8 minutes avant que ce photon ne lui parvienne ?

La dernière phrase, c'est pas ça! Le photon est jaune d'un bout à l'autre vu du Soleil, et gamma dès le début pour O (c'est le "blueshift"). Le seul changement est celui du repère, pas du photon!

Cordialement,

[Sol-0]

Excusez-moi messieurs-dames mais la discussion est un peu partie dans tous les sens, et mes questions sont restées sans réponses claires. De plus je n'ai pas compris ce qui a été dit dans la moitié des posts donc je vais un peu recadrer les choses en reformulant mes questions originnelles.

Que pourrez-vous répondre à un profane comme moi s'il vous pose les questions:
Qu'est-ce que c'est que l'énergie?
Par quoi peut-on se représenter de l'énergie pure?
Est-ce une entité forcément rayonné par la matière? S'il y a plusieurs entités de ce type, quel est leur point commun qui nous permettra de dire "ça c'est de l'énergie"?

Ah oui il y a tout de même une chose que j'ai compris.... du moins dont j'ai fait un rapprochement.
Un champs électromagnétique se propage sur 3 dimensions tandis qu'un champs gravitationnel se propage sur 4 dimensions.
Ce dernier serait alors une sorte de lumière "qui sort des sentiers battus"!

P.S.:Pouvez-vous traduire les maths en français courant please!

[zoup1]

Je crois que ce qu'il y a à comprendre, c'est que l'énergie pure n'est pas un concept.
L'énergie existe sous un ensemble de forme différente et c'est la qu'est le concept, c'est un moyen d'unification de phénomènes qui n'ont a priori rien à voir les uns avec les autres.
Le moyen de transformer une énergie d'une forme vers une autre c'est ce qu'on nomme (je sais pas bien pourquoi d'ailleurs) le travail.

[Sol-0]

Donc l'énergie serait alors une sorte d'objet mathématique.
Un objet mathématique qui permettrait de regrouper toutes ces entités (lumière, gravité, chimie, chaleur etc...), capable de passer d'une forme à une autre par ce qu'on appelle le "travail"?

Je pose une autre question:
Quelle était la forme d'énergie au début de la création de l'univers?
Est-ce que toutes les formes d'énergies connues (lumière, gravité, chimie, chaleur etc...) étaient regroupées au même point, ou bien, ces formes d'énergie se sont formées au fur et à mesur du développement de l'univers. Ce qui voudrait dire que peut-être de nouvelles formes d'énergie naissent régulièrement? Y aurait-il une infinité de formes d'énergie possible?

[invité576543]

Donc l'énergie serait alors une sorte d'objet mathématique.
Un objet mathématique qui permettrait de regrouper toutes ces entités (lumière, gravité, chimie, chaleur etc...), capable de passer d'une forme à une autre par ce qu'on appelle le "travail"?

Mouais... C'est quand même de la physique! Même si dans le modèle c'est juste un nombre qui caractérise quelque chose qui ne change pas lors des transformations, c'est quand même de la physique.

C'est un peu comme dire que l'argent (la monnaie) c'est "un objet mathématique" qui permet de regrouper diverses entités comme les pommes de terre, une coupe de cheveux, l'électricité ou les amendes suite à contravention... L'argent dans ce cadre, c'est aussi une sorte d'invariant qui intervient en "mesurant" un échange. C'est quand même un peu plus qu'un objet mathématique.

Je pose une autre question:
Quelle était la forme d'énergie au début de la création de l'univers?
Est-ce que toutes les formes d'énergies connues (lumière, gravité, chimie, chaleur etc...) étaient regroupées au même point, ou bien, ces formes d'énergie se sont formées au fur et à mesur du développement de l'univers. Ce qui voudrait dire que peut-être de nouvelles formes d'énergie naissent régulièrement? Y aurait-il une infinité de formes d'énergie possible?

Ca dépend ce que tu appelles "forme d'énergie". D'une certaine manière les formes d'énergie, c'est les particules élémentaires. Vu comme ça, le nombre est assez limité! D'autres formes d'énergie comme la chaleur s'analysent comme des formes macroscopiques qui dérivent de formes d'énergie microscopiques plus simples. Faut-il alors les compter comme des formes différentes??

Sinon pour le début de l'univers, on s'aventure dans l'inconnu, non? On peut se poser la question de la forme que prend l'énergie quand la température augmente, ce qui est une manière de remonter dans le temps. Si on accepte que les formes de l'énergie soient liées aux types de particules, il suffit de regarder comment se comportent les particules! La chimie par exemple, est liée à l'énergie des électrons localisés autour des noyaux. Si la témpérature est assez élevée, il n'est plus possible pour les électrons de rester localisés ainsi (le moindre choc les virent); il n'y a plus de chimie alors. En continuant à monter en température, les noyaux eux-mêmes ne peuvent pas rester liés... D'autres phénomènes apparaissent comme la conversion lumière <-> matière... etc.

Il y a des formes que l'on retrouve à toute température: la lumière, la gravité, la chaleur (l'énergie cinétique des particules massiques) par exemple...

Cordialement,

[Sol-0]

Ca dépend ce que tu appelles "forme d'énergie".

En fait ce que j'appelle "forme d'énergie" c'est l'un des états qu'il peut prendre (lumière, gravité, chaleur, chimie etc...). Mais finalement, je crois que je ne suis plus très sûr si ces choses sont vraiment de l'énergie. Pour le moment tout est confus et je m'égare dans mes réflexions. Il y a des notions que j'ai du perdre.