Effet doppler et énergie

[invite50d0d501]

Alors voilà les données du problème:
un vaisseau se déplace vers une planète.
Un laser situé sur le vaisseau émet de la lumière vers la planète.
Comme le vaisseau se rapproche de la planète, l’ effet doppler induit pour un observateur sur la planète une augmentation de la fréquence par rapport a celle perçue par un observateur sur le vaisseau, et donc une augmentation de l’ énergie transportées par la lumière. La question est: d’ où vient cette énergie?

Bon, je présume que ça doit faire intervenir de la relativité, mais comme j’y connais rien…
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[invité576543]

Alors voilà les données du problème:
un vaisseau se déplace vers une planète.
Un laser situé sur le vaisseau émet de la lumière vers la planète.
Comme le vaisseau se rapproche de la planète, l’ effet doppler induit pour un observateur sur la planète une augmentation de la fréquence par rapport a celle perçue par un observateur sur le vaisseau, et donc une augmentation de l’ énergie transportées par la lumière. La question est: d’ où vient cette énergie?

Bon, je présume que ça doit faire intervenir de la relativité, mais comme j’y connais rien…

Bonjour,

La notion d'énergie est relative, et ce même sans la relativité restreinte! Si le vaisseau envoyait un caillou vers la planète, l'énergie cinétique 1/2 mv² n'est pas égale vu du vaisseau ou de la planète non plus, puisque v différe! En effet si le vaisseau se rapproche à la vitesse V dans le repère de la planète, et le caillou à la vitesse v, toujours par rapport à la planète, l'énergie cinétique du caillou vue du vaisseau est 1/2 m(V-v)², et celle vue de la planète est 1/2 mv².

La conséquence est qu'on ne peut parler de conservation de l'énergie que si on la mesure dans le même repère. Or ce n'est pas ce que tu fais, tu compare l'énergie de la lumière vu du vaisseau, et la même chose vu de la planète!

La différence entre l'énergie mesurée par l'un et mesurée par l'autre vient du changement de point de vue, de repère, tout simplement.

Cordialement,

[invite50d0d501]

je suis d'accord, mais il y a un point que je voudrais eclairssir...

pour le cailloux l'energie recuperé est perdue au niveau du vaisseau (simple principe d'action et reaction)...

cependant, a priori, si on utilise 3W pour alimenter le laser on peut imaginer une vitesse suffisante pour le vaisseau tel que l'observateur puisse recuperer une puissance de 6W (par exemple)... mais il faut bien une origine a cette energie... de plus comme (d'apres ce que j'ai cru comprendre) la vitesse de la lumiere est la mm dans tout referentiel, la difference ne peut pas venir de la.

la seule solution "possible" serait donc que le vaisseau ralentisse avec l'emission de lumiere... est ce possible??

[invité576543]

la seule solution "possible" serait donc que le vaisseau ralentisse avec l'emission de lumiere... est ce possible??

C'est exactement ça! Le vaisseau ralentit dans le repère de la planète. Les photons ont une énergie cinétique et une quantité de mouvement. Par la conservation de la quantité de mouvement, mesurée dans le repère du centre de masse planète/vaisseau, le vaisseau perd (il ralentit) ce qu'il a fourni au rayon laser et la planète est accélérée par la réception du rayon. Au total le vaisseau ralentit par rapport à la planète.

Cordialement,

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0f178c4b]

Les photons??? Une énergie cynétique???

Alors ça veut dire qu'ils ont une masse????
Je croyais que le terme photon était destiné à immager ce qui n'est qu'un onde électromagnétique et que les voiles solaires n'étaient qu'une vaste fumisterie...

Heu, c'est à prendre au sens d'une question et pas d'une critique de ta réponse, je n''ai rigoureusement aucune prétention en physique quantique et relativiste, je me suis arrêté à Maxwell, et c'est vieux...

[invité576543]

Les photons??? Une énergie cynétique???

Alors ça veut dire qu'ils ont une masse????

Le photon a une masse nulle, une quantité de mouvement non nulle et une énergie cinétique non nulle.

La question a déjà été posée et répondue plusieurs fois, dans le sens de ce que j'ai écrit. Une recherche sur le forum par exemple (ou dans des bouquins de physique) te donnera d'amples confirmations. Et non, une voile solaire n'est pas une fumisterie.

Tu peut aussi chercher "radiomètre", pour un dispositif simple montrant la quantité de mouvement de la lumière.

Cordialement,