Fréquence de la lumière

[invite21348749873]

Bonjour
La vitesse de la lumiere est invariante dans tout réferentiel galiléen.
Mais qu'en est-il de la fréquence?
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[erik]

Bonjour,

Pour la fréquence pas d'invariant :

La fréquence observée est différente de la fréquence émise en fonction du mouvement relatif de la source et de l'observateur.
Si la source s'éloigne, la lumière est "décalée" vers le rouge, si elle se rapproche elle est décalée vers le bleu.

C'est l'effet doppler-fizeau

[invite21348749873]

Ne peut on alors , en mesurant la fréquence de la lumière d'une source étalon, savoir si on est en mouvement parrapport à elle, sans regarder à l'exterieur?

[invitea46d7942]

Ne peut on alors , en mesurant la fréquence de la lumière d'une source étalon, savoir si on est en mouvement parrapport à elle, sans regarder à l'exterieur?

Tout à fait!! cet effet est d'ailleur utilisé en astrophysique, pour mesurer la vitesse radiale de n'importe quelle source lumineuse.

[A voir en vidéo sur Futura]

[ClairEsprit]

Et pour compléter, c'est l'uniformité observée des galaxies autour de la notre avec une lumière présentant un décalage vers le rouge suite à leur vitesse d'éloignement qui est à l'origine de la théorie de l'expansion de l'univers et par vision rétrograde, de l'idée du big bang !

[invite395fb64a]

Je ne pense pas qu'on puisse simplement savoir qu'une source se deplace simplement en l'observant. On peut dire qu'elle se deplace si on sait a quelle frequence elle doit emettre, et qu'on a un decalage avec ce qu'on attend. Sinon dans l'absolu, rien ne nous empeche de penser que la frequence decalee n'est pas la vraie frequence...

[invite92276dd8]

Sinon dans l'absolu, rien ne nous empeche de penser que la frequence decalee n'est pas la vraie frequence

Si, quand on émet l'hypothèse que la matière est la même dans tout l'univers. On dit que l'atome d'hydrogène qui se balade à 1 m de moi est le même que celui qui se trouve dans la galaxie au bout du télescope.
A ce moment là, leurs caractéristiques sont identiques, donc leurs rayonnements aussi.

On définit le rayonnement d'un élément par son spectre lumineux, caractérisé par des valeurs de longueurs d'onde données.

Si on observe un spectre identique (même écart entre chaque couleur caractéristique du spectre) mais avec un décalage systématique, alors on peut dire que l'élément observé se situe à une distance correspondant au décalage spectral observé.
Lorsque tout le spectre de la galaxie observé correspond à un ensemble d'éléments caractéristiques, tous décalés d'une valeur constante sur le spectre observé, on peut raisonnablement conclure que ces éléments se déplacent tous à la même vitesse par rapport à l'observateur, et de là qu'ils se situent à une distance donnée.

De plus, la loi de Hubble permet de définir l'éloignement d'une galaxie en fonction de son décalage spectral (le décalage vers le rouge, ou redshift).

[invite084c752c]

L'effet Doppler est tres utilisé pour les radars. Ceux qui vous collent un pv (mais mainent, c'est plus de la télémétrie laser avec les jumelles optiques), mais surtout pour les radars de recherche (avions, bateaux...). L'avantage c'est qu'on peut éliminer toutes les cibles qui ne sont pas en mouvement (depuis un avion ca permet d'éliminer le bruit du au sol par exemple)

PS: oue moi l'astrophysique ca m'intéresse mais j'y comprends rien...

[invite92276dd8]

Bon, alors pour être plus proche de cette bonne vieille Terre, on va rester dessus. Autre exemple :

un mopteur de moto a un son particulier (ok, ça dépend de la moto, mais bon). Prenons une motocyclette (j'adore ce nom) Z qui émet un son donné pour une vitesse donnée. Le motard (et son passager) entendent ce son qui ne varie pas dans le temps (ils roulent à vitesse constante).

En revanche, le promeneur qui se balade au bord de la route entend un son aigu lorsque la moto se rapproche et un son grave lorsqu'elle s'éloigne. De plus, il entend le même son que les motards quand la moto est pile poil à sa hauteur.

wwwwaaaaaaaaooOOOOOOOOOOOHHHHHHH......

En fait, lorsque la moto se rapproche, l'effet Doppler intervient : les ondes sonores tendent à se rattrapper les unes et les autres, donc le temps entre chaque pic de l'onde vibratoire diminue : la fréquence augmente. A l'inverse, cette fréquence diminue quand la moto s'éloigne.

Pour reprendre l'histoire de la galaxie qui s'éloigne, la moto est la galaxie, les observateurs sont le promeneur, les émissions lumineuses de la galaxie sont le bruit du moteur de la moto.
La galaxie s'éloigne donc sa lumière voit sa fréquence diminuer et se rapprocher de la zone rouge du spectre lumineux.

[invite395fb64a]

Si, quand on émet l'hypothèse que la matière est la même dans tout l'univers. On dit que l'atome d'hydrogène qui se balade à 1 m de moi est le même que celui qui se trouve dans la galaxie au bout du télescope.
A ce moment là, leurs caractéristiques sont identiques, donc leurs rayonnements aussi.

Donc comme je le disais,

On peut dire qu'elle se deplace si on sait a quelle frequence elle doit emettre, et qu'on a un decalage avec ce qu'on attend.

ce qui ne contredis en rien ce que j'affirme, ie

Sinon dans l'absolu, rien ne nous empeche de penser que la frequence decalee n'est pas la vraie frequence...

[invite92276dd8]

Sinon dans l'absolu, rien ne nous empeche de penser que la frequence decalee n'est pas la vraie frequence...

Ben si, c'est qu'on dit que la matière est la même partout dans l'Univers !
En faisant abstraction des histoires d'antimatière et autres choses étranges, bien sûr...

Autrement, je suis d'accord, je n'ai fait que réexpliquer ton explication
Mais quand même, si on suppose que la matière n'est pas la même dans tout l'Univers, alors bien des astrophysiciens/-nomes et cosmologistes vont se trouver mal !

[invite92276dd8]

En fait, c'est sûr que dans l'absolu, on ne peut rien dire sur la caractéristique originelle du signal émis, mais on n'est pas dans l'absolu, on sait que la lumière a été émise par une galaxie, donc de la matière connue.

[invitea46d7942]

En fait, c'est sûr que dans l'absolu, on ne peut rien dire sur la caractéristique originelle du signal émis, mais on n'est pas dans l'absolu, on sait que la lumière a été émise par une galaxie, donc de la matière connue.

Et puis rassurons nous, il y a des signes qui ne trompent pas. Ces signes, se sont les raies spectrales!