interférence due à la vitesse de la fente

[moijdik]

Hello
tout est dans le titre: on se débrouille pour tirer des photons unique au travers d'une fente dans un mur en déplacement (vers ou fuyant la source lumineuse) lorsque celui-ci est à la même position, de sorte que le trou est toujours du même diamètre (il me semble que la variation des longueurs dues à la vitesse n'est observée que dans la direction du déplacement) relativement à la distance parcourue après la fente. Dans le meilleur des cas, on peut aussi faire varier l'épaisseur du mur pour voir les éventuels effets et les comparer. Si la fente est suffisamment petite, il y a formation sur l'écran (situé après le mur en mouvement) d'interférence due à la diffraction du photon par la fente. Est-ce que l'on observe une variation des interférences en fonction de la vitesse du mur?
Idem, on fait se déplacer la source vers ou fuyant la fente, les photons sont décalés vers le rouge ou le bleu, mais on imagine que l'on peut tirer des photons avec plus ou moins d'énergie pour compenser ce décalage. Observe-t-on une variation dans les interférences en fonction de la vitesse de la source?
A priori, on ne devrait rien observer de particulier si l'écran seul bouge (à part le décalage en fréquence compensable)
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[Deedee81]

Salut,

La figure de diffraction dépend de la longueur d'onde. Et avec l'effet Doppler la longueur d'onde varie..... donc forcément il y aura un changement.

Tout étant relatif, tu peux aussi imaginer que c'est la source qui est en mouvement. Et ça revient au même que d'utiliser une source de longueur d'onde différente.

Si c'est une expérience de Young alors ça dépend de la distance des fentes à l'écran et de la longueur d'onde vis-à-vis de l'écran (pas des fentes). Donc si l'écran est en mouvement avec les fentes il y aura le changement comme ci-dessus. Sinon ça va changer au cours du temps (car la distance va changer).

Prend les formules Doppler et Young, c'est assez élémentaire à vérifier.

[moijdik]

Ok pour le cas de la vitesse longitudinale relative. Disons que les formules ne tiennent pas compte, par exemple, de la vitesse relative transverse de la fente lorsque le photon la traverse. Or la diffraction étant provoquée par la fente, le photon est-il dévié et le centre de diffraction est alors déplacé dans le sens du mouvement de la fente, ou bien la tache de diffraction est-elle blueshifté/redshifté dans cette direction? Le problème c'est qu'il y a un biais: l'épaisseur de la fente, ou la durée du trajet du photon le temps de la traversée de la fente, il faudrait que la fente soit légèrement inclinée (un trou non perpendiculaire) de sorte que le photon ne s'aperçoive pas qu'il traverse une fente en mouvement car j'imagine que, dans le cas immobile, une fente inclinée fait déplacer le centre de diffraction (par rapport au centre obtenu avec une fente droite)
idem si la source a un mouvement transverse à celui du photon émis, en supposant que le photon arrive perpendiculairement à la fente, quelque que soient les orientations et inclinaisons de la source que la théorie impose pour cela

[Deedee81]

Salut,

Désolé mais là je n'ai pas compris grand chose. Mais sinon utilise les formules bien connues comme je l'ai dit et vérifie.

[A voir en vidéo sur Futura]

[moijdik]

je m'intéresse au cas où la source d'émission de photon unique a un mouvement perpendiculaire à la direction prise par le photon et le problème c'est qu'il faudrait d'abord savoir si le photon arrive perpendiculairement à la fente, c'est d'ailleurs la question que je pose dans ce fil. Dans le cas même où la source est d'autant plus inclinée qu'elle est rapide à se déplacer, comme le suggère phys4 (en fait ses formules n'indiquent pas forcément que le photon va filer droit vers la fente), on pourrait toujours se débrouiller pour que le photon arrive perpendiculairement à la fente, tout dépendrait de l'orientation du mouvement et inclinaison de la source au moment où elle tire son photon

Ma question est donc: si le photon arrive perpendiculairement à la fente malgré le mouvement transverse de la source, doit on observer à l'écran la même figure de diffraction que si la source était immobile? Le centre de diffraction est-il déplacé, la tache de diffraction est-elle an partie redshiftée/blueshiftée? (la figure de diffraction est obtenue après plusieurs tirs successifs de photons uniques)

Je n'ai pas l'impression que les formules tiennent compte d'un éventuel mouvement transverse de la source, et je me demandais si quelqu'un avait eu vent d'une telle expérience

[Geo77b]

Bonjour,

Pour dire autrement, quand la lumière traverse une fente, il y a diffraction, donc ré-émission dans toutes les directions (source secondaire).
La lumière ainsi ré-émise est-elle "shiftée" si la fente se déplace vers la source ?
Si la lumière était ré-émise par un miroir ou un écran en mouvement, elle serait "shiftée, mais ici c'est différent.

[moijdik]

je me relis, je vois que je suis confus, j'ai mélangé mouvement longitudinal dans l'énoncé et mouvement transverse dans ma réponse à dedee...
En fait mes questions portent plutôt sur des hypothèses qui essayent de sortir du cadre de base {photon émis, photon passant dans une fente, photon arrivant sur un écran}: est-ce que ce cadre tolère qu'on le 'secoue' un peu? par exemple observe-t-on des différences entre un photon émis par une source avec une vitesse longitudinale, et un photon avec plus ou moins d'énergie par une source immobile? même question avec un mouvement longitudinal de la fente ou de l'écran. Mêmes questions avec un mouvement latéral
OK, il existe la théorie, connue de tous, corroborant l'expérience de base {émission+fente+écran}, les éléments étant immobiles, les photons étant uniques et successivement émis. Mais a-t-on essayé de "stresser" celle-ci pour s'assurer qu'elle est fondamentale et ne dépendant pas d'hypothèses supplémentaires?

[coussin]

Ça reste un peu confus...
La diffraction ne dépend que de la fréquence de la lumière émise. Si la source et/ou la fente sont en mouvement, faut calculer la "fréquence que voit la fente" avec les formules de l'effet Doppler.
C'est tout...

[legyptien]

Pour dire autrement, quand la lumière traverse une fente, il y a diffraction, donc ré-émission dans toutes les directions (source secondaire).
La lumière ainsi ré-émise est-elle "shiftée" si la fente se déplace vers la source ?.

Moi j'aurais tendance a dire oui. Le photon est par dualité assimilable a une onde et si ta source secondaire se déplace vers cette onde alors elle verra "les fronts" arriver plus rapidement (que si la fente bougeait pas) donc il y aura un shift, d'apres moi...

[moijdik]

Si la source et/ou la fente sont en mouvement, faut calculer la "fréquence que voit la fente" avec les formules de l'effet Doppler.

ce n'est pas parceque la théorie est cohérente et le résultat compréhensible que c'est vrai... D'autant que, je ne sais le niveau de connaissance des intervenants (et fait-on ce genre d'expérience en fac?), tout le monde n'a pas l'air d'accord

Moi j'aurais tendance a dire oui

moi mon coeur balance parceque l'effet Doppler est de chaque côté de la fente et un tel effet pourrait se compenser. Peut-être qu'un effet de second ordre, moins fourbe, est alors à chercher (fente en accélération?)... Les vitesses L et T de la source me paraissent plus intéressantes à considérer, et il faudrait comparer les expériences en faisant varier quelques paramètres (vitesses, fréquences...)

[Geo77b]

Moi j'aurais tendance a dire oui. Le photon est par dualité assimilable a une onde et si ta source secondaire se déplace vers cette onde alors elle verra "les fronts" arriver plus rapidement (que si la fente bougeait pas) donc il y aura un shift, d'apres moi...

Il faudrait vérifier que la "couleur" est la même dans toutes les directions de ré-émission.

[moijdik]

Il faudrait vérifier que la "couleur" est la même dans toutes les directions de ré-émission.

çà, ce serait la question que je me poserais s'il y avait un mouvement latéral (msg 3). legyptien répondait à ton message dans lequel tu parlais d'un mouvement longitudinal