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La lumière réfléchie et se concentre.



  1. #31
    WizardOfLinn

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.


    ------

    Citation Envoyé par contrexemple Voir le message
    Bien sûr qu'il doit y avoir des pertes, je n'ai jamais prétendu le contraire.
    Ce que je dis c'est que ce système pourrais... (en théorie) reste à le vérifier par la pratique, je n'ai pas le savoir faire pour le réaliser, donc je m'arrête là.
    ...
    En fait non, ce système ne pourrait pas faire ce que tu cherches à faire (produire un faisceau parallèle suffisamment lumineux pour découper le métal), même en théorie.
    Ce n'est pas une question de pratique et d'expérience, même si la réalisation était parfaite, et les miroirs sans pertes par absorption, ça ne pourrait pas marcher.

    -----

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  3. #32
    contrexemple

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    Et pourquoi ?

  4. #33
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    mais l'idée globale de produire de l'électricité à partir de ce principe ( qui avait été abandonnée ) semble revenir au goût du jour:
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Central...re_Th%C3%A9mis
    y'a quelque chose qui cloche là dedans, j'y retourne immédiatement !

  5. #34
    WizardOfLinn

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    Il y a des GW de capacité de production en centrales solaires thermiques dans le monde, ça fait un moment que c'est au stade industriel.
    Et celà n'a vraiment rien à voir avec l'idée de contreexemple, qui est de concentrer la lumière dans un faisceau parallèle.

  6. #35
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    Citation Envoyé par WizardOfLinn Voir le message
    Il y a des GW de capacité de production en centrales solaires thermiques dans le monde, ça fait un moment que c'est au stade industriel.
    Et celà n'a vraiment rien à voir avec l'idée de contreexemple, qui est de concentrer la lumière dans un faisceau parallèle.
    décidément je ne sais décrypter.
    contrexemple a utilisé le terme convergence du faisceau.
    je n'ai jamais vu le mot parallèle dans ses propos, sauf qu'il est passé ensuite au lasers , qui est un tout autre sujet. ( lumière cohérente )
    j'abandonne très volontier.
    les liens que j'ai mis était en réponse à Deedee .
    Dernière modification par ansset ; 04/03/2015 à 12h01.
    y'a quelque chose qui cloche là dedans, j'y retourne immédiatement !

  7. #36
    Deedee81
    Modérateur

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    L'idée d'Archimède n'utilisait qu'un seul miroir. Mais c'était déjà astucieux comme idée (elle n'a pas été réalisée, l'idée n'est pas une légende mais son usage oui).
    Keep it simple stupid

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  9. #37
    contrexemple

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    J'ai parler de rayon (comme synonyme de faisceau) et un faisceau.

    Citation Envoyé par contrexemple Voir le message
    Salut,

    "Comment produire un rayon lumineux intense en n'utilisant que le soleil et des miroirs", je pense que ce n'est pas dure à comprendre (et tu as compris de toi même que je faisait référence à un faisceaux lumineux et non à un rayon (qui se confonde dans le langage commun, on parle bien de rayon ou faisceau laser).
    L'expérience consiste en produire à faisceau lumineux à haute énergie.
    Et l'on peut se passer des miroirs semi-réfléchissants (en marron dans le schéma, en vert ce sont des miroirs normaux) remplacer par rien, à l'aide un choix fin des paraboles.

  10. #38
    contrexemple

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    un rayon (rayon laser) est faisceau parallèle.

  11. #39
    WizardOfLinn

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    décidément je ne sais décrypter.
    contrexemple a utilisé le terme convergence du faisceau.
    je n'ai jamais vu le mot parallèle dans ses propos, sauf qu'il est passé ensuite au lasers , qui est un tout autre sujet. ( lumière cohérente )
    j'abandonne très volontier.
    les liens que j'ai mis était en réponse à Deedee .
    Voir sa réponse d'hier, 16h57, il ne veut pas d'un faisceau convergent au foyer d'un miroir ou assemblage de miroirs.
    Et il n'a pas répondu à l'objection de JPL en expliquant le fonctionnement théorique de son système.

  12. #40
    WizardOfLinn

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    Citation Envoyé par contrexemple Voir le message
    Et pourquoi ?
    On ne peut pas transformer un faisceau large et quasiment parallèle (largeur=diamètre du miroir primaire, divergence=diamètre apparent du soleil=0.5 deg) en un faisceau étroit sans augmenter la divergence, tout en conservant l'énergie du faisceau initial, parce que celà reviendrait à augmenter une grandeur photométrique appelée luminance, ce qui est impossible, quelque soit le système optique.
    Si tu veux éventuellement découper du métal avec le soleil, ce sera avec un faisceau focalisé, très convergent/divergent.

  13. #41
    contrexemple

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    Ok, je vais être plus précis dans la description de l'appareille.
    On prend on considère une parabole P1 de foyer et tronquée en l'axe passant par F perpendiculaire à l'axe de symétrie de la parabole.
    On construit la parabole P2 symétrique à P1 par l'homothétie de rapport -e.
    Et on perce un petit trou O moins d'un mm dans P1 au niveau de son sommet.
    Soit un rayon parallèle à l'axe focale de distance d avec cette axe, venant se réfléchir sur P1, alors il passe par F et est transformer (après réflexion sur P2) en un rayon parallèle à l'axe focale de distance d*e. En prenant e=1/100, alors en 2 réflexions sur P2 suffise à produire un rayon pouvant passer par O.
    On prend P1 de longueur 1 m et P2 de longueur 1 cm.

  14. #42
    Deedee81
    Modérateur

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    Citation Envoyé par WizardOfLinn Voir le message
    On ne peut pas transformer un faisceau large et quasiment parallèle (largeur=diamètre du miroir primaire, divergence=diamètre apparent du soleil=0.5 deg) en un faisceau étroit sans augmenter la divergence, tout en conservant l'énergie du faisceau initial
    J'i du mal à voir pourquoi (je suppose que ce n'est pas aussi trivial que la diffraction)

    Citation Envoyé par WizardOfLinn Voir le message
    , parce que celà reviendrait à augmenter une grandeur photométrique appelée luminance, ce qui est impossible, quelque soit le système optique.
    Je ne connaissais pas cette règle. Tu aurais des explications plus précises ? (ou une référence) (*)

    (*) car je ne vois pas ce qui empêche de transformer un faisceau rectiligne (disons de x cm de largeur) en faisceau convergent puis de le retransformer en faisceau parallèle (disons de y < x mais pas trop petit). Où est le problème ???
    Keep it simple stupid

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  16. #43
    WizardOfLinn

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    J'i du mal à voir pourquoi (je suppose que ce n'est pas aussi trivial que la diffraction)
    Je ne connaissais pas cette règle. Tu aurais des explications plus précises ? (ou une référence) (*)
    Théorème de conservation de la luminance, relié au second principe de la thermodynamique...
    Vu autrement, conservation de l'étendue géométrique, qui se retrouve dans l'invariant de Lagrange d'un système optique.

  17. #44
    JPL
    Responsable des forums

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    L'obtention d'un faisceau parallèle peut se faire de la manière suivante (j'ai la flemme de faire un dessin). Prendre un grand miroir parabolique avec un petit trou au centre. Il concentre la lumière du soleil à son foyer. Placer très près du foyer un petit miroir parabolique juste suffisant pour intercepter le faisceau divergent issu du foyer ; le foyer de ce petit miroir coïncidera avec celui du grand miroir. Dans ces conditions le petit miroir renverra un faisceau parallèle qui passera par le trou du grand miroir. On aura donc, sortant à l'arrière du grand miroir un faisceau parallèle concentré, mais comme cela a déjà été signalé la lumière y est moins concentrée qu'un foyer du grand miroir.

    Ce n'est pas très différent d'un télescope Cassegrain, sauf que mon hypothèse utilise un miroir secondaire concave au lieu d'un convexe.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  18. #45
    WizardOfLinn

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    Le faisceau émergent ne sera pas parallèle parce que le soleil n'est pas une source ponctuelle. Le diamètre apparent du soleil est de 0.5 deg, ce qui signifie que le faisceau incident contient des rayons qui font un angle de 0.25 deg par rapport à l'axe optique, et ces rayons ressortiront du système avec un angle plus important si le diamètre du faisceau a été réduit.
    Si le diamètre du faisceau a été divisé par 100, sa divergence est multipliée par 100 (tant qu'on reste dans le domaine de l'approximation de Gauss).

  19. #46
    contrexemple

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    Citation Envoyé par JPL Voir le message
    L'obtention d'un faisceau parallèle peut se faire de la manière suivante (j'ai la flemme de faire un dessin). Prendre un grand miroir parabolique avec un petit trou au centre. Il concentre la lumière du soleil à son foyer. Placer très près du foyer un petit miroir parabolique juste suffisant pour intercepter le faisceau divergent issu du foyer ; le foyer de ce petit miroir coïncidera avec celui du grand miroir. Dans ces conditions le petit miroir renverra un faisceau parallèle qui passera par le trou du grand miroir. On aura donc, sortant à l'arrière du grand miroir un faisceau parallèle concentré, mais comme cela a déjà été signalé la lumière y est moins concentrée qu'un foyer du grand miroir.

    Ce n'est pas très différent d'un télescope Cassegrain, sauf que mon hypothèse utilise un miroir secondaire concave au lieu d'un convexe.
    Est-ce que tu me parodies ou tu me piques mon idée ?

    Sinon, je connaissais pas le Cassegrain et donc cela existe déjà, rien de nouveau sous le soleil et pas de second principe violé.

    Si on fait l'hypothèse de 4 réflexions avec un taux de réflexion de 99%, on obtient un transfert de 95 %, cela doit être suffisant (concentré sur 1 mm^2)...

  20. #47
    contrexemple

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    Citation Envoyé par WizardOfLinn Voir le message
    Le faisceau émergent ne sera pas parallèle parce que le soleil n'est pas une source ponctuelle. Le diamètre apparent du soleil est de 0.5 deg, ce qui signifie que le faisceau incident contient des rayons qui font un angle de 0.25 deg par rapport à l'axe optique, et ces rayons ressortiront du système avec un angle plus important si le diamètre du faisceau a été réduit.
    Si le diamètre du faisceau a été divisé par 100, sa divergence est multipliée par 100 (tant qu'on reste dans le domaine de l'approximation de Gauss).
    Pourquoi cela marche-t-il avec les télescopes ?
    Tu aurais un lien sur l'approximation de Gauss, merci.

  21. #48
    JPL
    Responsable des forums

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    Citation Envoyé par WizardOfLinn Voir le message
    Le faisceau émergent ne sera pas parallèle parce que le soleil n'est pas une source ponctuelle
    Je suis parfaitement d'accord, je l'avais déjà fait remarquer dans un précédent message :

    Citation Envoyé par JPL Voir le message
    Il va falloir m'expliquer comment ce dispositif pourrait transformer l'éclairage du soleil (flux approximativement parallèle, mais pas vraiment)
    Dans le dernier message j'ai donc fait volontairement une simplification pour ne pas alourdir l'explication.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

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  23. #49
    WizardOfLinn

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    Citation Envoyé par contrexemple Voir le message
    Pourquoi cela marche-t-il avec les télescopes ?
    Tu aurais un lien sur l'approximation de Gauss, merci.
    Un téléscope, et n'importe quel système optique, ne forme des faisceaux parallèles (on préfère le terme "collimaté") qu'avec des sources ponctuelles, les étoiles pour l'astronomie.
    Si le faisceau a une section de 1 mm² quelque part dans ton système, après avoir collecté le soleil par un miroir de 1 m, ça ne peut être qu'un faisceau très divergent, parce que le soleil n'est pas ponctuel.
    Voir n'importe quel cours d'optique géométrique élémentaire.
    Dernière modification par WizardOfLinn ; 04/03/2015 à 15h20.

  24. #50
    Deedee81
    Modérateur

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    Citation Envoyé par WizardOfLinn Voir le message
    Le faisceau émergent ne sera pas parallèle parce que le soleil n'est pas une source ponctuelle. Le diamètre apparent du soleil est de 0.5 deg, ce qui signifie que le faisceau incident contient des rayons qui font un angle de 0.25 deg par rapport à l'axe optique, et ces rayons ressortiront du système avec un angle plus important si le diamètre du faisceau a été réduit.
    Si le diamètre du faisceau a été divisé par 100, sa divergence est multipliée par 100 (tant qu'on reste dans le domaine de l'approximation de Gauss).
    On ne peut pas corriger ça avec une légère modification de la géométrie du grand miroir ?

    J'ai été voir le théorème de conservation de la luminance, mais ça exprime juste que le flux total d'énergie est conservé (http://www.larousse.fr/archives/gran...edie/page/7121) et je ne vois pas pourquoi on ne pourrait pas avec une optique appropriée créer un beau faisceau rectiligne (à la diffraction près) plus ou moins concentré.

    Si effectivement ce n'est pas possible, je n'arrive pas à comprendre pourquoi.
    Keep it simple stupid

  25. #51
    contrexemple

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    Pourquoi peut-on alors obtenir de bonnes images du soleil (voir les taches noires) avec des télescopes classiques équiper de cache : la lumière devrait être divergente ?

  26. #52
    WizardOfLinn

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    Back to basics.
    Je n'aurais pas du parler tout de suite de conservation de la luminance, notion déjà un peu abstraite, alors que je m'aperçois que le problème de cette discussion relève d'optique géométrique élémentaire. Pas de diffraction, interférences, ni autres complications, juste de l'optique géométrique.
    En se plaçant dans un cas particulier, l'optique de Gauss, ça revient à comprendre ce que représente l'invariant de Lagrange.

  27. #53
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : La lumière réfléchie et se concentre.

    je ne comprend pas l'utilité du premier écran semi transparent/réfléchissant.
    qui ne fait qu'à mon avis que baisser le rendement de l'ensemble.
    sinon les ingés l'auraient envisagé.
    s'il s'agit de concentrer un ensemble de rayons lumineux en un point le plus étroit possible :
    le concept existe depuis les années 50 ou 60 et a été développé grandeur nature ensuite au début des années 70.
    l'idée initiale était de produire le maximum de chaleur possible pour effectuer des réactions chimiques.
    puis celle de transformer cette énergie en électricité.
    les premier essais n'étaient pas concluants, mais l'idée revient maintenant.
    bref :
    rien de nouveau sous le soleil.
    quand au trou ? c'est quoi, le capteur final ?
    Cdt
    Dernière modification par ansset ; 04/03/2015 à 16h43.
    y'a quelque chose qui cloche là dedans, j'y retourne immédiatement !

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