RR laser
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RR laser



  1. #1
    cocomos77

    RR laser


    ------

    Bonjour à tous. (désolé pour le titre pas très explicite, je ne peux plus le changer)

    Je bloque avec la vulgarisation de la relativité restreinte et le principe d’équivalence, j’ai notamment en tète l’expérience de pensée d’un train (celle de mon enfance expliquée dans un science et vie) et de la trajectoire d’un rayon et je souhaiterais confirmer avec vous quelque chose.

    Au départ j’imaginais qu’il s’agissait d’un laser qui était émis en haut du train et allait impacter le bas du train. La trajectoire est donc verticale pour le voyageur mais oblique pour l’observateur au repos.
    Mais il y avait un problème avec cette vision, le photon n’est pas un boulet que l’on tire et qui maintient une inertie. Alors j’ai realisé qu’il s’agissait dans les expériences de pensée (et dans la réalité) d’une onde (qui n’était pas dessinée comme telle) où n’était représentée que la trajectoire d’un photon entre l’émission et l’impact.

    Est-ce la réalité et si oui, comment le voyageur peut « voir » le rayon arriver au dessus de lui alors que lorsque l’onde arrivera sur lui, elle ne sera plus orientée du haut mais sur le coté, c'est-à-dire que pour voir ce rayon il devra regarder à l’arrière dans le cas d’une vitesse du train extrêmement proche de c.

    -----
    Dernière modification par cocomos77 ; 13/12/2020 à 11h09.

  2. #2
    phys4

    Re : RR laser

    Bonjour,
    La direction de déplacement comme la vitesse n'est pas un absolu, elle dépend de la vitesse de l'observateur.
    Votre comparaison avec un boulet n'est pas absurde, elle reste adaptée à ce cas. Que vous ayez une onde ou une bille la direction dépend de votre déplacement.
    Pour la lumière, ce fait a été relevé pour la première fois par Bradley : les étoiles ne sont pas vues dans une direction fixe, car cette direction dépend du mouvement de la Terre.
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Aberra...a_lumi%C3%A8re

    De plus si la lumière n'a pas de masse, elle a bien une inertie et donc une impulsion qui suit les lois de transformation de Lorentz.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  3. #3
    cocomos77

    Re : RR laser

    Merci de votre réponse.

    Ok je vais essayer d’y voir plus clair.

    Donc imaginons un train à l’arrêt, un voyageur dans une boite avec un petit trou au dessus de sa tête lui permettant de voir un laser sur le plafond au dessus de lui orienté vers le trou de la boite.
    (ça fonctionne aussi avec une lampe mais le laser me semble plus parlant).
    Le train accélère à une vitesse proche de c et se stabilise.
    Est-ce que le voyageur voit toujours le rayon du laser ?

  4. #4
    cocomos77

    Re : RR laser

    Voici une image pour essayer d'expliquer ce que j'imagine:

    Nom : exp_1.jpg
Affichages : 120
Taille : 84,7 Ko

    Et du coup je me demande comment le voyageur peut voir cette lampe.

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

    Re : RR laser

    Citation Envoyé par cocomos77 Voir le message
    Le train accélère à une vitesse proche de c et se stabilise.
    Est-ce que le voyageur voit toujours le rayon du laser ?
    Emetteur, récepteur, boîte et trou sont tous à la même vitesse. En conséquence, aucune différence avec une situation avec un train immobile sur son quai.
    There are more things in heaven and earth, Horatio, Than are dreamt of in your philosophy.

  7. #6
    cocomos77

    Re : RR laser

    Pourriez vous me dire si mon schéma est correct ?

  8. #7
    jacknicklaus

    Re : RR laser

    Non, il ne l'est pas. L'image d'une onde se propageant d'un point qui n'est plus directement au dessus du récepteur, comme à l'émission, est erronée. la raison est que tout votre dispositif est embarqué dans un train à vitesse constante, il ne se passe donc rien de différent que si votre train est à quai.

    Vous feriez mieux, à mon avis, de considérer ici le rayon lumineux comme une petite bille. Dans le référentiel de train, cette bille a une trajectoire verticale.
    There are more things in heaven and earth, Horatio, Than are dreamt of in your philosophy.

  9. #8
    cocomos77

    Re : RR laser

    D'accord, il faut donc distinguer l'orientation d'un rayon (photon?) et sa trajectoire.
    Cela veut dire qu'au moment de l'emission, l'orientation du signal est maintenu quelque soit le réferentiel.
    La trajectoire est verticale pour le voyageur et oblique pour l'observateur au repos.
    Le voyageur verra donc bien le rayon arriver en haut de lui.
    Mais pour qu'un observateur au repos puisse voir le rayon il faudra qu'il soit non seulement sur la trajectoire oblique et qu'en plus il soit bien orienté pour capter le rayon, car ce dernier a une orientation bien precise qui est verticale.

    Est ce correct?

    J'ajoute également un petit schéma, le train en bas donne ce qui se passe du point de vue du voyageur.

    Nom : exp_2.JPG
Affichages : 113
Taille : 28,3 Ko
    Dernière modification par cocomos77 ; 14/12/2020 à 20h02.

  10. #9
    mach3
    Modérateur

    Re : RR laser

    Pour aller plus loin, et mieux comprendre, il peut être utile de réfléchir à comment ça se passe dans l'oeil de l'observateur, ou, plus simple, dans un sténopé. Comment l'oeil (ou un sténopé) permet de connaitre l'orientation d'un rayon ? comment cette orientation est modifiée par le mouvement de la source ou de l'oeil (et ceci tout en restant éventuellement en relativité galiléenne dans un premier temps).

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  11. #10
    cocomos77

    Re : RR laser

    Je vais me pencher sur ce dont vous me parler, mais je souhaiterais savoir en attendant si mon schéma précédent est correct.
    Si ce n'est pas le cas je me demande vraiment comment le photon pourrait pénétrer dans le trou de la boîte et ainsi être vu du voyageur à l'intérieur de cette boite.
    (Je n'ai pas représenté la boîte sur le schéma précédent)

  12. #11
    phys4

    Re : RR laser

    Oui, le schéma est correct, et en mettant la boite, celle ci sera dans une position intermédiaire avec le rayon passant par le trou de la boite.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  13. #12
    cocomos77

    Re : RR laser

    Ok. Merci à tous pour vos éclaircissements.

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