Relativité restreinte inertie

[cocomos77]

Bonjour a tous.

Dans un vaisseau, une lampe est allumée. Un voyageur est dans une boite avec un trou orienté en face de la lampe et perpendiculairement au sens de déplacement du vaisseau par rapport à un observateur extérieur.
Le vaisseau ne subissant aucune accélération on peut dire que le voyageur dans la boite voit la lampe s’allumer. Il voit les photons émit perpendiculairement au sens de déplacement du vaisseau.

Que se passe-t-il exactement pour l’observateur extérieur ?
J’aurais tendance à imaginer que si le photon atteint bien le trou de la boite il doit alors avoir “profité” de l’inertie du vaisseau car sa trajectoire par rapport à l’observateur extérieur n’est pas perpendiculaire au sens de déplacement du vaisseau.
Pourriez-vous m’éclairer ?
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[phys4]

Que se passe-t-il exactement pour l’observateur extérieur ?
J’aurais tendance à imaginer que si le photon atteint bien le trou de la boite il doit alors avoir “profité” de l’inertie du vaisseau car sa trajectoire par rapport à l’observateur extérieur n’est pas perpendiculaire au sens de déplacement du vaisseau.

Bonjour,
Pour l'observateur extérieur la trajectoire est oblique, et cela ne pose aucun problème car la lampe émet la lumière à in instant t1, part en direction oblique vers l'endroit ou sera le trou à un instant t2, puis atteint le voyageur qui s'est déplacé avec le vaisseau à un instant t3. Les durées entre ces instants correspondent aux longueurs des segments obliques qui suivent le déplacement.

[cocomos77]

Merci pour la réponse. C’est ce que j'imaginais.
Maintenant si on imagine la lampe à l’avant gauche du vaisseau et le voyageur dans sa boite à l’arrière droite : le photon part en diagonale vers le voyageur mais pour l’observateur extérieur, si je ne me trompe pas la trajectoire est oblique et dans le sens de déplacement, c'est-à-dire que le photon s’éloigne de l’observateur extérieur, est ce correct ?

[cocomos77]

Je vais essayer d’être plus clair et plus précis. Dans le premier cas évoqué on voit bien que pour l’observateur extérieur, la trajectoire du photon bénéficie de la vitesse de déplacement du vaisseau, alors j’imagine que dans le deuxième cas c’est pareil, le photon bénéficie également de la vitesse du vaisseau.
Je ne l'ai pas indiqué au début mais le vaisseau voyage à une vitesse proche de c du point de vue de l'observateur extérieur.

[A voir en vidéo sur Futura]

[phys4]

Cela dépend de la relation entre l'angle et la vitesse de votre vaisseau :
pour un angle alpha avec la direction gauche-droite du vaisseau, la lumière va vers l’arrière si c*sin(alpha) > v sinon elle va vers l'avant.

[cocomos77]

Ce qui signifie que pour une vitesse v très proche de c et un angle proche 90°, c'est à dire une lumière partant de l'avant vers l'arrière, alors la lumière recule du point de vue de l'observateur extérieur.
Ma question est alors comment peut-elle l'atteindre un jour ?
Par contre je viens de me rendre compte que pour un angle de 90° exactement alors la lumière va donc vers l'arrière car v ne peut être superieur à c.

[Mailou75]

le photon bénéficie également de la vitesse du vaisseau.

Attention de ne pas imaginer que le photon acquiert une inertie. Si tu fais le même exercice avec un ballon, celui ci changera de vitesse suivant le référentiel d’observation. Ce n’est pas le cas de la lumière qui va à c dans tous les référentiels, c’est tout le sujet de la RR !

[cocomos77]

En fait c'est bien là tout le problème, formelement je connais les principes, notamment celui qui stipule que la lumière va toujours à c quel que soit le référentiel. C'est juste que j'ai de grandes difficultés à représenter ça suivant la direction d'émission de la lumière et lorsque cette lumière est émise d'un objet en mouvement.

Par exemple dans une des expériences précédente, celle avec un rayon de gauche à droite. Si le rayon était strictement insensible à la vitesse du vaisseau alors du point de vue de l'observateur extérieur, le rayon une fois émit continuerait tout droit et n'atteindrait pas le voyageur car entre temps le vaisseau aura avancé.
D'après ce que j'ai compris d'une des réponses données, pour l'observateur extérieur le rayon ne va pas de gauche à droite mais en oblique en s'éloignant.

Que se passe-t-il réellement ?

[phys4]

Attention dire que la vitesse du rayon est toujours c pour chaque observateur cela ne lui interdit pas d'avoir une direction différente pour chaque observateur.
De plus la vitesse initiale a un effet sur son énergie: le rayon ne garde pas la même impulsion, et donc il peut changer de couleur suivant l'observateur.

Le calcul complet se fait en utilisant le vecteur impulsion, auquel il est possible d'appliquer la transformation de Lorentz. Le vecteur d'onde est équivalent à l'impulsion pour la lumière.

[cocomos77]

Merci encore une fois pour votre patience à tous.

Ok donc la vitesse initiale a bien un effet sur le rayon lumineux.

Pourriez vous me dire ce qu'il ne va pas avec le post #6 où j'en conclue que selon certains paramètres un rayon émit à l'avant du vaisseau pourrait ne jamais atteindre l'observateur exterieur.

[phys4]

Pourriez vous me dire ce qu'il ne va pas avec le post #6 où j'en conclue que selon certains paramètres un rayon émit à l'avant du vaisseau pourrait ne jamais atteindre l'observateur exterieur.

Cela dépend de la position de l'observateur extérieur, vous l'avez défini comme ayant une vitesse v par rapport au vaisseau, mais sa position est quelconque.
Il peut voir un rayon émis vers l'avant du vaisseau s'il est devant à la bonne position, et il peut voir un rayon émis vers l'arrière s'il est derrière le vaisseau. Que l'on ne puisses pas voir tous les rayons depuis toutes les positions est normal.

Si vous considérez une source dans le vaisseau qui émet dans toutes les directions, elle sera visible par tous les observateurs alentour sans restriction. Ce ne peut être le cas pour un rayon directif.

[Mailou75]

Que se passe-t-il réellement ?

Exemple de cas où le rayon est perpendiculaire au déplacement. Ici c’est un train et le rayon est vertical mais c’est le même problème
https://forums.futura-sciences.com/a...ml#post6021388

[cocomos77]

Au départ je voulais isoler au maximum un rayon lumineux, voire même un photon, c’est pour cela que je parlais de voyageur enfermé dans une boite avec un trou dedans, c'est-à-dire qu’une trajectoire où le rayon irait impacter la boite hors du trou ne serait donc pas visible par le voyageur à l’intérieur.
Après on peut aussi utiliser un dispositif laser.

J’imagine un rayon émit à l’avant d’un vaisseau avec un angle très proche de 90° par rapport à l’axe gauche droite. Et à ce moment un observateur extérieur au repos juste derrière le vaisseau. Le vaisseau voyageant à une vitesse très proche de c.
Si je comprends bien le message #5 et notamment la formule c*sin(alpha) > v, alors avec une vitesse du vaisseau suffisamment grande, la trajectoire du rayon peut reculer par rapport à l’observateur extérieur et donc ne jamais atteindre l’observateur qui pourtant était juste derrière dans l’axe d’émission du rayon.

[cocomos77]

Bonjour à tous.

J'imagine que le précédent message est erroné car il contredit le fait qu'un rayon se déplace toujours à c pour n'importe qu'elle observateur mais pourriez-vous s'il vous plait me dire à quel niveau se situe l'erreur dans ce raisonnement.

[phys4]

Je ne vois pas de contradiction : l'orientation du faisceau dans le vaisseau et différente de celle vue de l'extérieur, cet effet appelé aussi aberration est tout à fait normal et ne se trouve pas en contradiction avec la vitesse constante du faisceau.
Pour une vitesse très grande, presque toutes les directions dans le vaisseau donnent des directions dirigées vers l'avant pour l'extérieur comme vous l'avez souligné. Par contre il reste toujours un petit angle vers l'arrière qui donne encore des faisceaux extérieurs vers l'arrière et la direction exactement vers l’arrière donne toujours un faisceau vers l'arrière qui atteint l'observateur placé juste derrière.

[cocomos77]

Donc, il y a bien des angles d'émission où le rayon n'atteint jamais un observateur pourtant placé dans l'axe au moment de l'émission.
Est-ce correct ?

[Mailou75]

Fais nous un petit dessin, ta question n’en sera que plus claire. Le rayon en question est-il contraint de passer par un trou ? Doit il atteindre l’œil de l’observateur extérieur ?

[phys4]

Donc, il y a bien des angles d'émission où le rayon n'atteint jamais un observateur pourtant placé dans l'axe au moment de l'émission.
Est-ce correct ?

Pour atteindre un observateur placé sur l'axe, il faut envoyer un rayon dans l'axe, tous les autres angles ne resteront pas sur l'axe !

[cocomos77]

Je vais revoir tout ça, mais oui dans tout les cas un petit schéma serait beaucoup plus clair. Je reviendrai vers vous. Merci en tout cas.