Vitesse de la lumière
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Vitesse de la lumière



  1. #1
    Astria

    Vitesse de la lumière


    ------

    Bonjour !

    J'ai une question (qui peut paraître bête) : d'où vient la vitesse de la lumière ? Pourquoi cette vitesse là et pas une autre ? Y-a-t-il une raison physique ou bien est-ce un hasard total ?

    Merci d'avance pour vos réponses !

    PS : si la question a déjà été posée, merci de m'indiquer le sujet en question

    -----

  2. #2
    LPFR

    Re : Vitesse de la lumière

    Bonjour;
    La vitesse de la lumière et une conséquence des propriétés électriques et magnétiques du vide (ou de la matière pour la vitesse dans la matière). La perméabilité et.la permittivité .
    Maintenant vous pouvez vous poser la question de si les propriétés électriques et magnétiques sont le résultat du hasard ou non.
    La réponse, s'il y en a une, est du domaine de la philosophie ou de la religion. Mais pas de la science qui, elle, se limite à constater le comportement de la nature.
    Au revoir.

  3. #3
    stefjm

    Re : Vitesse de la lumière

    Bonsoir,
    On peut aussi faire remarquer que la valeur de c est posée conventionnellement pour définir le mètre, que la valeur de mu0 est posée conventionnellement pour définir l'Ampère et que la valeur de ep0 se déduit donc d'un calcul.
    Les caractéristiques du vide participent pas mal à la définition des grandeurs qui permettent de mesurer ces caractéristiques, ce qui est pour le moins curieux de prime abord.

    Une autre réponse possible, bien évidement liées à celle de LPFR :
    La vitesse c est égale à 137.035999 fois la vitesse de l'électron sur la première orbite de l'atome décrit par le modèle de Bohr. (C'est l'inverse de la constante de structure fine des spectroscopistes.)
    Le lien avec ep0 et mu0 est caché par le système SI, mais c'est assez facile à détricoter.

    Tout cela pour dire que ce qui compte en physique sont les rapports entre des grandeurs sans dimension.

    Cordialement.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  4. #4
    stefjm

    Re : Vitesse de la lumière

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    La réponse, s'il y en a une, est du domaine de la philosophie ou de la religion. Mais pas de la science qui, elle, se limite à constater le comportement de la nature.
    Pas seulement constater, mais aussi prédire correctement.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite54165721

    Re : Vitesse de la lumière

    La vitesse de la lumière est égale à un pour que les physiciens se cassent pas la tête.
    La Nature est gentille.

  7. #6
    stefjm

    Re : Vitesse de la lumière

    Citation Envoyé par alovesupreme Voir le message
    La vitesse de la lumière est égale à un pour que les physiciens se cassent pas la tête.
    La Nature est gentille.
    C'est grand ou c'est petit la vitesse de la lumière?
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  8. #7
    invite54165721

    Re : Vitesse de la lumière

    on arrive à un en moins de deux.

  9. #8
    Romainco

    Re : Vitesse de la lumière

    Bonsoir,

    Je ne connais pas ton niveau, donc je suis désolé par avance si mon discours est obscur, si quelque chose n'est pas clair n'hésite pas à demander.

    Premièrement, il existe en physique un ensemble d'équations régissant le comportement du champ Electrique E et magnétique B. Ces équations sont appelés les équations de Maxwell. Les prédictions de ces équations sont parfaitement en accord avec l'expérience. Il se trouve qu'en triturant "assez simplement" ces équations on tombe sur l'équation d'une onde se propageant à une certaine vitesse DANS LE VIDE, que l'on note c. Ce qui signifie que le champ E, et le champ B peuvent être une onde progressive de vitesse c, ce qu'on appelle une onde électromagnétique. (Si la longueur d'onde de cette onde est comprise entre 400 et 800 nm alors c'est de la lumière visible.) Pour aller un peu plus loin, la vitesse que Maxwell découvre alors est un invariant, c'est à dire qu'elle reste la même quelque soit le référentiel d'où on fait la mesure. (Déplace toi à coté d'un photon à 200 000 km/s, tu le verras toujours aller à vitesse c). C'est, a priori, bizarre ! Une vitesse, DOIT dépendre d'un référentiel

    Pour faire simple, c'est la découverte de ces équations qui ont donné naissance à la Relativité restreinte. Et, dans le cadre de cette théorie, je vais essayer de te donner une deuxième réponse :

    On peut montrer que l'énergie totale d'une particule vaut :
    où m est la masse de la particule, c la vitesse de la lumière, v sa vitesse dans un référentiel donné.
    Maintenant, regarde, si la vitesse d'une particule dépasse c, est plus grand que 1, et l'intérieur de la racine devient négative. Ce qui n'est pas possible : Ainsi, aucune particule ne peut se déplacer à une vitesse supérieur à c . Ce n'est pas seulement le cas de la lumière ! Disons autrement : il existe une vitesse limite : c, et il se trouve que la lumière va à cette vitesse. Essayons de voir pourquoi, on peut écrire l'énergie totale d'une particule autrement en relativité restreinte, comme ceci : , où p est l'impulsion de la particule. Prenons le cas du Photon, un grain de lumière, il se trouve qu'il a une masse nulle, si je met m=0 dans l'équation précédente, je tombe sur l'impulsion du photon p=E/c^2. Le photon a donc une impulsion... très bien. Maintenant sache que , si m= 0, l'impulsion est nulle... mais on vient de voir que la lumière a belle et bien une impulsion : contradiction! Le seul moyen de sortir de cette contradiction c'est que le photon ait une vitesse c. Si v =c alors la racine tend vers l'infini. Et la forme indéterminée peut être fini (j'entend par là, pas infini). On a le même problème à l'envers si on prend une particule de vitesse v=c, le seul moyen d'éviter qu'elle est une impulsion infinie c'est que sa masse soit nulle... Donc on a l'équivalence m = 0 <=> v=c . Donc, pour reprendre ta question, le photon ayant une masse nulle, se doit d'aller à la vitesse c dans le vide, et pas une autre !
    (Evidemment c'est avec les mains, mais sache que ça se montre très bien avec une formulation Lagrangienne du problème, mais c'est bien au-delà d'une vulgarisation, et même d'un cours de Licence à vrai dire...)


    Maintenant pour répondre à la question pourquoi "c" a t-elle CETTE valeur... et bien on en sait rien... La physique fait des théories pour faire des prédictions et elle utilise des paramètres qui ne sont pas démontrables avec nos théories actuelles. Il s'agit par exemple de la valeur de la charge électrique, de la constante G de la gravitation, etc... et de la vitesse de la lumière c.

    Enfin, pour être précis, il se trouve que maintenant "mesurer la vitesse de la lumière" n'a pas de sens, en effet on a "posé" la vitesse de la lumière pour ensuite définir le mètre et la seconde... Mesurer quelque chose que l'on a défini comme tel n'a pas de sens...

    J'espère t'avoir un peu éclairci.

    Bonne soirée,

    RC

  10. #9
    invite6754323456711
    Invité

    Re : Vitesse de la lumière

    Citation Envoyé par Romainco Voir le message
    Maintenant pour répondre à la question pourquoi "c" a t-elle CETTE valeur... et bien on en sait rien...
    C'est pas la valeur en soi qui importe car elle est conventionnelle/normative, mais

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message

    Tout cela pour dire que ce qui compte en physique sont les rapports entre des grandeurs sans dimension.
    Patrick

  11. #10
    Nicophil

    Re : Vitesse de la lumière

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Romainco Voir le message
    Ce qui signifie que le champ E, et le champ B peuvent être une onde progressive de vitesse c, ce qu'on appelle une onde électromagnétique.
    Le champ n'est pas une onde : une onde se propage dans le champ.


    Pour aller un peu plus loin, la vitesse que Maxwell découvre alors est un invariant, c'est à dire qu'elle reste la même quelque soit le référentiel d'où on fait la mesure.

    Pour faire simple, c'est la découverte de ces équations qui a donné naissance à la Relativité restreinte.
    Historiquement : Maxwell pensait que c était la vitesse de propagation des ondes dans l'éther luminifère. C'est l'échec expérimental de la détection du vent d'éther à la fin du XIXème s. (expérience de Michelson & Morley) qui conduit Lorentz à sa Transformation de Lorentz (1895), puis Poincaré (1900) à rectifier celle-ci d'après le principe d'invariance (qu'il appelle "de relativité").


    Enfin, pour être précis, il se trouve que maintenant "mesurer la vitesse de la lumière" n'a pas de sens, en effet on a "posé" la vitesse de la lumière pour ensuite définir le mètre et la seconde... Mesurer quelque chose que l'on a défini comme tel n'a pas de sens...
    Depuis la réforme de 1983, le mètre n'est plus une unité fondamentale du SI.
    Mais la seconde, si.
    Dernière modification par Nicophil ; 02/12/2013 à 12h58.
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

  12. #11
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Vitesse de la lumière

    Salut,

    Citation Envoyé par Nicophil Voir le message
    Depuis la réforme de 1983, le mètre n'est plus une unité fondamentale du SI.
    Mais la seconde, si.
    Attention, le mètre est toujours une unité fondamentale. C'est son étalon qui a changé, tout bêtement.

    Et les anciens étalons servent toujours d'étalons secondaires (heureusement. Je vois mal une usine fabriquer des lattes d'écolier en utilisant une mesure par laser ).
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  13. #12
    pascaltech

    Re : Vitesse de la lumière

    Romaico : "On peut montrer que l'énergie totale d'une particule vaut :
    où m est la masse de la particule, c la vitesse de la lumière, v sa vitesse dans un référentiel donné.
    Maintenant, regarde, si la vitesse d'une particule dépasse c, est plus grand que 1, et l'intérieur de la racine devient négative. Ce qui n'est pas possible : Ainsi, aucune particule ne peut se déplacer à une vitesse supérieur à c . "

    On ne peut expliquer une grandeur par les valeurs qu'elle puisse ou ne puisse pas équivaloir dans une formule.
    Il faut toujours passer deux couches, car cela plaît aux nasmes.

  14. #13
    Nicophil

    Re : Vitesse de la lumière

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Attention, le mètre est toujours une unité fondamentale. C'est son étalon qui a changé, tout bêtement.
    Disons qu'il a perdu son indépendance... Le voilà comme l'ampère, qui ne l'a jamais eue le pauvre.
    Seules restent indépendantes les 3 autres : kg, K et s.

    edit : Etalons plutôt ?
    Dernière modification par Nicophil ; 02/12/2013 à 16h29.
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

  15. #14
    Romainco

    Re : Vitesse de la lumière

    Citation Envoyé par Nicophil Voir le message
    Bonjour,

    Le champ n'est pas une onde : une onde se propage dans le champ.


    Historiquement : Maxwell pensait que c était la vitesse de propagation des ondes dans l'éther luminifère. C'est l'échec expérimental de la détection du vent d'éther à la fin du XIXème s. (expérience de Michelson & Morley) qui conduit Lorentz à sa Transformation de Lorentz (1895), puis Poincaré (1900) à rectifier celle-ci d'après le principe d'invariance (qu'il appelle "de relativité").


    Depuis la réforme de 1983, le mètre n'est plus une unité fondamentale du SI.
    Mais la seconde, si.
    Oui, abus de langage de ma part, en effet. Merci

  16. #15
    Phil3.14

    Re : Vitesse de la lumière

    Une petite question... cette vitesse de la lumière a été mesurée à maintes reprises et les résultats se sont souvent approchés de la valeur qui est celle qu'on connait... cependant, d'après ce que j'ai lu cette vitesse est fonction du milieu traversé... Or les mesures et les expériences que je connais ont toujours été effectuées dans des milieux atmosphériques...
    Qu'est ce qui permet de dire que cette vitesse est celle de la lumière dans le vide... et qu'elle est invariante... pourquoi ne serait-ce pas la vitesse invariante de la lumière traversant les molécules d'air... ?

  17. #16
    Anacarsis

    Re : Vitesse de la lumière

    Citation Envoyé par Phil3.14 Voir le message
    Une petite question... cette vitesse de la lumière a été mesurée à maintes reprises et les résultats se sont souvent approchés de la valeur qui est celle qu'on connait... cependant, d'après ce que j'ai lu cette vitesse est fonction du milieu traversé... Or les mesures et les expériences que je connais ont toujours été effectuées dans des milieux atmosphériques...
    Qu'est ce qui permet de dire que cette vitesse est celle de la lumière dans le vide... et qu'elle est invariante... pourquoi ne serait-ce pas la vitesse invariante de la lumière traversant les molécules d'air... ?
    il est facile de faire cette mesure dans le vide aussi... il suffi de pomper le gaz hors de l'enceinte

  18. #17
    LPFR

    Re : Vitesse de la lumière

    Bonjour.
    La toute première mesure de la vitesse de la lumière faite par Rømer en 1676 fut faite dans le vide... interplanétaire.
    Au revoir.

  19. #18
    Zefram Cochrane

    Re : Vitesse de la lumière

    Citation Envoyé par Phil3.14 Voir le message
    Une petite question... cette vitesse de la lumière a été mesurée à maintes reprises et les résultats se sont souvent approchés de la valeur qui est celle qu'on connait... cependant, d'après ce que j'ai lu cette vitesse est fonction du milieu traversé... Or les mesures et les expériences que je connais ont toujours été effectuées dans des milieux atmosphériques...
    Qu'est ce qui permet de dire que cette vitesse est celle de la lumière dans le vide... et qu'elle est invariante... pourquoi ne serait-ce pas la vitesse invariante de la lumière traversant les molécules d'air... ?
    Bonjour
    tout gaz a un indice de réfraction. Il s'avère que la vitesse de la lumière dans l'air est approximativement celle du vide. un expérience simple se fait avec un pointeur laser, tu ne vois pas le faisceau laser dans l'air sauf s'il est saturé d'humidité brouillard ou si tu vaporise dans la trajectoire du faisceau laser un gaz fréon ou autre que connaissent bien les fumeurs.

    Cordialement,
    Zefram
    je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire

  20. #19
    franklin.

    Re : Vitesse de la lumière

    Citation Envoyé par alovesupreme Voir le message
    La vitesse de la lumière est égale à un pour que les physiciens se cassent pas la tête.
    La Nature est gentille.
    Bonjour,
    je saisis ce post pour poser une question vraiment probablement idiote : pourquoi ne considère t'on pas le photon comme possédant une masse 1, on aurait alors pour un photon de masse 1, E=c2, l'énergie portée par ce photon ??
    Merci

  21. #20
    coussin

    Re : Vitesse de la lumière

    Bah ce serait faux, voilà pourquoi
    La formule E=mc2 ne s'applique pas à un photon.

  22. #21
    franklin.

    Re : Vitesse de la lumière

    ah oui l'énergie d' un photon s'exprime de cette manière: E=hv, c'est cela l'expression ?
    merci
    Dernière modification par franklin. ; 10/12/2013 à 07h16.

  23. #22
    Franc84

    Re : Vitesse de la lumière

    Bonjour

    En fait pour dire d'où provient la vitesse de la lumière, il faut être certain d'avoir compris d'où provient la vitesse d'un corps. Dans l'analyse du mouvement d'un corps on doit tenir compte de l'analyse de l'inertie, et cette analyse a évolué depuis la relativité. Tout corps est d'un certain point de vue, en repos, en mouvement, en accélération. On ne peut donc pas seulement considérer qu'un corps est seulement en état de repos. Si on regarde un corps en chute libre tombant sur la terre, il y a, si on considère le corps en chute libre et la terre, une accélération dans le mouvement. Il faut donc au moins pour ce mouvement une cause actuelle. Mais à partir du moment ou l'on pense qu'il y a une équivalence entre la masse inerte et la masse pesante, rien ne dit que cette cause actuelle ne s'exerce pas de deux manières, et que ce serait l'équilibre dynamique entre ces deux manières qui donnerait une certaine quantité de mouvement. En effet depuis Einstein l'analyse de l'inertie a changé mais en a t-on tiré toutes les conséquences. Je donne une piste de réflexion mais je ne vais pas plus loin pour ne pas être hors charte.


    Cordialement
    Dernière modification par Franc84 ; 10/12/2013 à 09h08.

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