Lumière et mouvement transversal de la source lumineuse

[Franc84]

Que signifie "viser un point au départ"? Je trouve trois interprétations différentes, donnant trois résultats différents.

Situation a)

On a un pistolet laser fixé dans un train en mouvement. Le pistolet laser fait un angle droit avec la ligne formée par le train. Avec ce pistolet toujours en respectant cet angle droit on vise un point dans la gare, la gare étant un bâtiment rectiligne parallèle au train. Le tir laser ne va pas exactement atteindre le point visé, en effet on sait qu'il y a un décalage dû au temps qu'a mis l'information concernant la cible à arriver dans le viseur et au temps de réaction du tireur (mais on suppose que ces temps et ces décalages sont connus). Doit il y avoir en plus de ces décalages un autre décalage? Et si oui il serait dû à quoi?

Situation b)

Si on a la situation inverse avec un tireur dans la gare visant un point du train. Le tir laser ne va pas atteindre exactement le point visé. Il faut rajouter aux deux premiers décalages cités pour la situation a) un décalage lié à la vitesse du train et au temps mis par le rayon laser pour atteindre le train.

Si on considère que dans la situation a) on est dans le même cas de figure que dans la situation b), il faut rajouter pour a) aux deux premiers décalages un décalage dû au mouvement de la terre par rapport au train et au temps mis par le rayon laser pour atteindre la gare. Ce qui revient à dire qu'il faut tenir compte du mouvement transversal de la source lumineuse pour connaître la trajectoire du rayon lumineux.

Et si on considère que l'on ne se trouve pas avec les deux situations dans le même cas, alors les deux référentiels inertiels ne sont pas équivalents.

Cordialement

Philippe de Bellescize
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[phys4]

Situation a)
On a un pistolet laser fixé dans un train en mouvement. Le pistolet laser fait un angle droit avec la ligne formée par le train. Avec ce pistolet toujours en respectant cet angle droit on vise un point dans la gare, la gare étant un bâtiment rectiligne parallèle au train. Le tir laser ne va pas exactement atteindre le point visé, en effet on sait qu'il y a un décalage dû au temps qu'a mis l'information concernant la cible à arriver dans le viseur et au temps de réaction du tireur (mais on suppose que ces temps et ces décalages sont connus). Doit il y avoir en plus de ces décalages un autre décalage? Et si oui il serait dû à quoi?

Situation b)
Si on a la situation inverse avec un tireur dans la gare visant un point du train. Le tir laser ne va pas atteindre exactement le point visé. Il faut rajouter aux deux premiers décalages cités pour la situation a) un décalage lié à la vitesse du train et au temps mis par le rayon laser pour atteindre le train.

Dans le cas a) il faut rajouter la direction du tir : perpendiculaire au train dans le référentiel du train donc oblique par rapport à la gare.

La situation est exactement symétrique dans le cas b) car l'avance du train pendant le trajet de tir est égale à l'erreur précédente.

Si l'on interprète l'erreur en a) vue du train, le rayon reste droit mais la gare recule pendant le tir.

[invitea3005ff8]

Ne pas confondre module de vitesse constant, et direction constante. La lumière peut avoir toutes les directions possibles dans l'espace.

Je ne confond pas vitesse et direction. J'ai bien précisé que c'était la direction de la balle lancée transversalement à la direction du train qui était dépendante de la vitesse du train, et non sa vitesse. Un seul photon ne peut pas avoir plusieurs directions, alors prenons un seul photon par analogie à une seule balle, ce sera plus facile.

La référence que vous avez citée, vous indique que le vecteur d'onde et l'impulsion ont même direction.

Cette référence indique surtout que, selon les dernières observations, le photon ne possédait toujours pas de masse, ce qui signifie que son impulsion n'a rien à voir avec sa masse.

[phys4]

Je ne confond pas vitesse et direction. J'ai bien précisé que c'était la direction de la balle lancée transversalement à la direction du train qui était dépendante de la vitesse du train, et non sa vitesse. Un seul photon ne peut pas avoir plusieurs directions, alors prenons un seul photon par analogie à une seule balle, ce sera plus facile.

Au lieu de parler de photon, il vaudrait mieux parler de rayon lumineux. Lorsqu'un rayon frappe un miroir, il change de direction, mais garde sa vitesse.

Cette référence indique surtout que, selon les dernières observations, le photon ne possédait toujours pas de masse, ce qui signifie que son impulsion n'a rien à voir avec sa masse.

En effet, la lumière transporte de l'énergie, de l'impulsion, mais n'a pas de masse.
Problème, transporte t-elle de la masse ?
Considérons une cavité résonante bien réfléchissante, dans laquelle il est possible de conserver de l'énergie lumineuse. Si l'on met une énergie E dans cette cavité, aura t-elle de accroissement de masse ?
Réponse oui, la cavité aura une masse supplémentaire m = E/c²
La lumière transporte de l'énergie donc aussi la masse équivalente, pourtant elle n'a pas masse propre au sens strict, car la masse propre c'est la masse au repos, et la lumière n'est jamais au repos.

[invitea3005ff8]

Dans le cas a) il faut rajouter la direction du tir : perpendiculaire au train dans le référentiel du train donc oblique par rapport à la gare.

Si on fait ça, on considère qu'un photon se déplace comme une balle puisqu'on lui accorde une vitesse transversale.

[phys4]

Si on fait ça, on considère qu'un photon se déplace comme une balle puisqu'on lui accorde une vitesse transversale.

Absolument vrai, il a une impulsion transversale qui se conserve, comme une balle.

Si vous avez étudié la référence que vous avez cité en entier, vous avez du voir que la lumière transporte de l'impulsion.

[Franc84]

Bonsoir,

Situation a)

On a un pistolet laser fixé dans un train en mouvement. Le pistolet laser fait un angle droit avec la ligne formée par le train. Avec ce pistolet toujours en respectant cet angle droit on vise un point dans la gare, la gare étant un bâtiment rectiligne parallèle au train. Le tir laser ne va pas exactement atteindre le point visé, en effet on sait qu'il y a un décalage dû au temps qu'a mis l'information concernant la cible à arriver dans le viseur et au temps de réaction du tireur (mais on suppose que ces temps et ces décalages sont connus). Doit il y avoir en plus de ces décalages un autre décalage? Et si oui il serait dû à quoi?

Situation b)

Si on a la situation inverse avec un tireur dans la gare visant un point du train. Le tir laser ne va pas atteindre exactement le point visé. Il faut rajouter aux deux premiers décalages cités pour la situation a) un décalage lié à la vitesse du train et au temps mis par le rayon laser pour atteindre le train.

Dans le cas a) il faut rajouter la direction du tir : perpendiculaire au train dans le référentiel du train donc oblique par rapport à la gare.

Il faut distinguer: l'orientation du pistolet par rapport à la gare et l'orientation de la trajectoire du rayon lumineux par rapport à la gare.

Pour ce qui concerne le pistolet, s'il est perpendiculaire au train, comme la gare et le train sont parallèles, il doit aussi être perpendiculaire à la gare.

Donc le rayon lumineux a été envoyé dans une direction perpendiculaire à la gare, maintenant si sa trajectoire n'est pas perpendiculaire à la gare c'est qu'il a conservé tout ou partie du mouvement transversal de la source lumineuse.

Cordialement

[invitea3005ff8]

Absolument vrai, il (le photon) a une impulsion transversale qui se conserve, comme une balle.

Si c'était le cas, émis dans la direction du mouvement de sa source, il posséderait la vitesse de sa source en plus de la sienne propre, et ce n'est pas ce que "être indépendant du mouvement de la source" signifie.

[phys4]

Donc le rayon lumineux a été envoyé dans une direction perpendiculaire à la gare, maintenant si sa trajectoire n'est pas perpendiculaire à la gare c'est qu'il a conservé tout ou partie du mouvement transversal de la source lumineuse.

Pour comprendre plus facilement, il suffit de prendre le cas symétrique lorsque le pistolet tire de la gare, son trajet est bien perpendiculaire pour la gare. Dans le train, l'observateur voit un faisceau qui rate le point initial car le train avance, mais pour cet observateur c'est la gare qui recule et donc le faisceau qu'il voit semble aller vers l'arrière, il n'est plus perpendiculaire au train, vu de cet observateur, alors qu'il l'est toujours pour l'observateur de la gare.

Conclusion: les directions dépendent du référentiel choisi. C'est évident pour la trajectoire d'un objet, mais cela reste vrai pour la lumière.

[Amanuensis]

Pour ce qui concerne le pistolet, s'il est perpendiculaire au train, comme la gare et le train sont parallèles, il doit aussi être perpendiculaire à la gare.

Là est l'erreur, mais on s'y attendait. Suffisait d'être patient.

[Franc84]

Là est l'erreur, mais on s'y attendait. Suffisait d'être patient.

«Si deux droites sont perpendiculaires, toute droite parallèle à l'une est perpendiculaire à l'autre.»

Wikipédia

Tu as je pense remarqué que je distingue l'orientation du pistolet de la trajectoire du rayon lumineux. De plus on ne regarde pas les lignes de simultanéité de la gare et du train.

Donc donnes plus d'explication.

Cordialement

[choom]

Si c'était le cas, émis dans la direction du mouvement de sa source, il posséderait la vitesse de sa source en plus de la sienne propre, et ce n'est pas ce que "être indépendant du mouvement de la source" signifie.

Bonjour. Non car il ne faut pas confondre l'addition vectorielle classique que l'on peut se permettre d'opérer entre 2 vitesses perpendiculaires, même si l'une de celles-ci est c , du calcul nécesairement relativiste dés que les vitesses à additionner ont une composante de direction en commun et un ordre de grandeur se rapprochant de c.
Je retiens de toutes les interventions des plus aguerris qu'ils confirment seulement que, vu depuis la gare, le photon sorti du pistolet conserve dans son mouvement la composante de la vitesse de sa source d'émission, le train, comme s'il s'agissait d'une balle. Ceci bien dans ce cas de perpendicularité.
Bien cordialement

[Zefram Cochrane]

L'expérience du mât :
Soit un bateau voyageant à vitesse V constante en MRU. Au pied du mât, un mousse , au sommet un vigie . A T=0s, le vigie passe au niveau du sommet d'un phare ou se trouve un gardien et tous deux décident de tirer sur le mousse au pistolet laser à T=0s. Pour le vigie, lui et le gardien tirent verticalement ; pour le gardien, le vigie et lui tirent obliquement. Le mousse sera atteint par les deux faisceaux qui de son point de vue auront été tirés verticalement.

[Deedee81]

Salut,

Donc donnes plus d'explication.

Amanuensis a raison, Wikipedia a raison, et tu te trompes. Tu as oublié un ingrédient : le mouvement.

[Matmat]

wikipédia est plus célèbre qu'Euclide puisque c'est Wikipédia qu'on cite

[Deedee81]

wikipédia est plus célèbre qu'Euclide puisque c'est Wikipédia qu'on cite

Comment ça ? C'est pas Euclide qui a rédigé l'article dans Wikipédia ?

[Franc84]

Amanuensis a raison, Wikipedia a raison, et tu te trompes. Tu as oublié un ingrédient : le mouvement.

Je rappelle que je distingue deux choses: l'angle du pistolet et la trajectoire du rayon lumineux. D'après phys4 le rayon lumineux conserve le mouvement transversal de la source lumineuse c'est donc bien que l'on distingue l'angle du pistolet de la trajectoire du rayon lumineux. Je ne vois pas pourquoi l'angle du pistolet serait différent pour la gare du fait que le train est en mouvement, ce qui est différent c'est seulement la perception que la gare en a (du fait de la trajectoire des rayons lumineux, voir dessin de Zefram). Toujours la même distinction entre ce qui se passe effectivement et ce qui n'est que d'ordre opérationnel.

Cordialement

[Zefram Cochrane]

L'expérience du mât :
Soit un bateau voyageant à vitesse V constante en MRU. Au pied du mât, un mousse , au sommet un vigie . A T=0s, le vigie passe au niveau du sommet d'un phare ou se trouve un gardien et tous deux décident de tirer sur le mousse au pistolet laser à T=0s. Pour le vigie, lui et le gardien tirent verticalement ; pour le gardien, le vigie et lui tirent obliquement. Le mousse sera atteint par les deux faisceaux qui de son point de vue auront été tirés verticalement.

Bonjour,
On ne distingue pas l'angle du pistolet et celui du rayon lumineux, Les deux restes axés que ce soit du point de vue de la gare ou de celui du train. Mais, dans le cas du train puisque le tireur s'y trouve, le tir est vertical tandis qu'il est oblique du point de vue de la gare.

[Archi3]

Je rappelle que je distingue deux choses: l'angle du pistolet et la trajectoire du rayon lumineux. D'après phys4 le rayon lumineux conserve le mouvement transversal de la source lumineuse c'est donc bien que l'on distingue l'angle du pistolet de la trajectoire du rayon lumineux. Je ne vois pas pourquoi l'angle du pistolet serait différent pour la gare du fait que le train est en mouvement, ce qui est différent c'est seulement la perception que la gare en a (du fait de la trajectoire des rayons lumineux, voir dessin de Zefram). Toujours la même distinction entre ce qui se passe effectivement et ce qui n'est que d'ordre opérationnel.

Cordialement

quand tu veux atteindre un oiseau en vol, est ce que tu dois viser exactement l'oiseau ?

[Amanuensis]

Je ne vois pas pourquoi l'angle du pistolet serait différent pour la gare du fait que le train est en mouvement

Au vu de la discussion, le contexte est celui de l'espace-temps de Minkowski. Les questions posées trouvent alors leurs réponses en mathématiques, une fois traduites dans le langage rigoureux correspondant ; une fois cela fait, ce ne sont que des calculs.

Suggestion: faire les calculs, et les interpréter.

(En fait, c'est encore une fois (quelle surprise!!!) un problème de simultanéité)

[Franc84]

Bonjour,
On ne distingue pas l'angle du pistolet et celui du rayon lumineux, Les deux restes axés que ce soit du point de vue de la gare ou de celui du train. Mais, dans le cas du train puisque le tireur s'y trouve, le tir est vertical tandis qu'il est oblique du point de vue de la gare.

Ce que je veux dire c'est que, dans la situation 1, le pistolet au moment du tir pointe effectivement vers tel point et, du fait du mouvement transversal du rayon lumineux, il n'attendra pas ce point.

Et il se pose la question de savoir si la situation 1 et la situation 2 sont vraiment symétriques, car ce n'est pas forcément exactement la même chose de dire que le train a un mouvement transversal ou bien de dire que la terre a un mouvement transversal.

Absolument vrai, il a une impulsion transversale qui se conserve, comme une balle.

La question qui se pose c'est dans la situation 2, quand le tir se fait depuis la gare, c'est de savoir si le rayon lumineux a toujours une impulsion transversal. A mon avis non c'est pour cela que la situation 1 et 2 ne peuvent pas être totalement symétriques. Imaginons que l'on a un train qui va a 0,8 c, il faudrait que le rayon lumineux envoyé depuis la gare ait une impulsion transversal de 0,8 c dans l'autre sens , ce qui est impossible. Car le train aurait pu aussi aller a 0,6 c et là il aurait fallut dire que le rayon émis depuis la gare ait une impulsion transversal de 0, 6c dans l'autre sens. Donc c'est la vitesse du train qui devrait déterminer l'impulsion transversal du rayon lumineux envoyé depuis la gare, hors c'est deux phénomènes différents.

Cordialement

Philippe de Bellescize

[Matmat]

Situation a)

On a un pistolet laser fixé dans un train en mouvement. Le pistolet laser fait un angle droit avec la ligne formée par le train. Avec ce pistolet toujours en respectant cet angle droit on vise un point dans la gare, la gare étant un bâtiment rectiligne parallèle au train. Le tir laser ne va pas exactement atteindre le point visé, en effet on sait qu'il y a un décalage dû au temps qu'a mis l'information concernant la cible à arriver dans le viseur et au temps de réaction du tireur (mais on suppose que ces temps et ces décalages sont connus). Doit il y avoir en plus de ces décalages un autre décalage? Et si oui il serait dû à quoi?

De deux chose l'une, soit le tireur vise un point lointain soit il tient son pistolet en angle droit avec le train , il faut toujours éviter de mettre deux données dépendantes l'une de l'autre dans la description d'une situation . Soit on doit déduire la direction du pistolet à partir de ce que le tireur vise ( quand la donnée première est le point que vise le tireur ) soit on doit
déduire le point visé à partir de l'angle que fait localement le pistolet avec le train ( quand la donnée première est l'angle que fait localement le pistolet avec le train ) .

Autre ambiguïté , Qu'entend on par point visé ? 3 interprétations possible :

- le point vu par le tireur dans l'alignement de son pistolet
- le point étant simultanément dans l'alignement de son pistolet ( et pour être précis ici , il faudrait préciser la convention de simultanéité utilisée )
- le point qu'attendra le rayon laser envoyé par le pistolet


Dans les deux première interprétation ( vous semblez exclure la dernière puisque vous dites "Le tir laser ne va pas exactement atteindre le point visé" ) parler d'angle entre le rayon laser et la gare n'a pas de signification physique puisque au point étant simultanément dans l'alignement de son pistolet , il n'y a aucun rayon laser qui arrive , ni non plus au point vu par le tireur dans l'alignement de son pistolet .

Enfin, au point atteint pas le rayon laser , le rayon laser n'y fait pas un angle droit car la gare est en mouvement par rapport au rayon laser .

[invite6c093f92]

Et il se pose la question de savoir...

Et les réponses aux questions apportées...et comme d'hab, du blabla basé sur le flou du vocabulaire que tu entretiens à dessein pour revenir au fameux: "problème" du "principe" de la simultanéité relative, bien que le 1er post n'ai rien à voir avec la Relat mais faut bien que tu amènes ton sujet favori même de façon détournée...relis les réponses, elles sont toutes là, revois tes cours de 6ème.
La seule vrai question qui se pose est:

Je vois se pointer à nouveau un dialogue de sourd et cette fois sur un point archi élémentaire. Si je vois ne fut-ce que l'ombre d'un soupçon de trace de dialogue de sourd, je ferme la discussion

Pourquoi est-ce encore ouvert? puisque Franc84 ne pose pas de question sur une incompréhension des réponses qu'il lit, mais use du "vous m'avez pas compris...ce que j'veux dire...blablabla".
déjà 4 pages et comme le we en général...moins de modé= fête du slip, ça promet....

[Deedee81]

Bonjour,

C'est à nouveau un de ces fils où Franc84 ne comprend pas les explications (*) et où la discussion joue aux Valses de Viennes.
(*) Et ce pour plusieurs raisons déjà signalés des tonnes de fois mais dont Franc84 refuse de tenir compte (rigueur, formalisation, etc...)

On va arrêter là.

Pourquoi est-ce encore ouvert?

Je n'avais plus le temps de suivre et.... j'attendais ce genre de remarque

déjà 4 pages

2 chez moi, ça dépend du paramétrage.

et comme le we en général...moins de modé= fête du slip, ça promet....

Attention de ne pas dénigrer la fête du slip ou les lausannois ne vont pas être content Bonne fin de journée,