Voyage D'un Photon

silarnoult · 20 février 2005

un photon c'est bien le nom que l'on donne au rayonement de la lumiere?

sa trajectoire est elle toujour droite par rapport a nous ? :?:

on a souvent dit que sa masse est nulle pour aller a cette vitesse ,

pourquoi ? c'est la vitesse superieure qui est impossible a ateindre ou la masse inferrieure qui est irrealisable ?

logastro · 20 février 2005

La trajectoire d'un photon est droite dans l'espace.

Celui-ci est courbé près d'une masse importante (trou noir, étoile voire planète), la trajectoire du photon peut donc nous apparaître courbe

pour le reste je laisse les pros expliquer

Gaétan · 20 février 2005

La vitesse de la lumière est une constante pour tout les observateurs. Ceci ressort des observations qui ont abouti aux équations de Maxwell de l'électromagnétisme. Ensuite, Einstein a conclu qu'alors cette vitesse devait forcément être une limite infranchissable. Le cas du photon de masse nulle est un cas extrême difficile à décrire en physique. Il ressort de la relativité restreinte qu'une particule de masse nulle ne se déplace qu'à la vitesse de la lumière, et réciproquement, une particule se propageant à la vitesse de la lumière doit avoir une masse nulle, sinon on arrive à des infinis incohérent en physique.

En relativité générale, on tient compte d'autre fait (l'espace-temps est courbé par la masse et l'énergie) et on trouve que les particules doivent suivre des géodésiques, ce sont des sortes de droites mais dans des espaces courbes. Ainsi, même des photons suivent des trajectoires courbes à proximité d'un corps massif (il vont tout droit mais dans un espce courbe).

silarnoult · 20 février 2005

relativité restreinte et relativité générale ou se trouve la frontiere ?

c'est le temps qui courbe l'espace ?

Aurora · 20 février 2005

En relativité générale, on tient compte d'autre fait (l'espace-temps est courbé par la masse et l'énergie) et on trouve que les particules doivent suivre des géodésiques, ce sont des sortes de droites mais dans des espaces courbes. Ainsi, même des photons suivent des trajectoires courbes à proximité d'un corps massif (il vont tout droit mais dans un espce courbe).

Un peu comme quand on suit une route qui prend un virage, on va tt droit car on suit la route, mais la route est courbe ?

lebebe · 20 février 2005

Message écrit par silarnoult@Feb 20 2005, 11:55 AM
relativité restreinte et relativité générale ou se trouve la frontiere ?

c'est le temps qui courbe l'espace ?

](texte cité)

Bonjour,

la relativité restreinte est valable tant qu'on ne tient pas compte des effets de la gravitation. Donc, dans le cas de la déviation d'un photon par une masse, c'est la relativité générale qui doit être utilisée.

Ce qui est courbe, c'est l'espace-temps, c-à-d un espace à quatre dimensions, trois d'espace et une de temps. Ces quatre dimensions ne peuvent être séparées, donc on ne peut pas dire que ce n'est que le temps qui courbe l'espace.

A+

lebebe · 20 février 2005

Message écrit par Aurora@Feb 20 2005, 04:17 PM
Un peu comme quand on suit une route qui prend un virage, on va tt droit car on suit la route, mais la route est courbe ?

](texte cité)

Bonjour,

je pense que ce n'est pas tout a fait cela, car sur une route, il faut tourner le volant pour suivre la courbe. Le photon, lui va tout droit dans un espace courbe. Donc vu de l'extérieur, c'est une courbe, mais du point de vue du photon, c'est une droite (un géodésique).

On présente souvent le cas d'un déplacement sur la surface d'une sphère. Du point de vue de celui qui vit sur la sphére, un déplacement sur cette surface est une ligne droite, par contre, pour un observateur extérieur, tout déplacement sur la surface de la sphère est une courbe.

En fait sur la terre, quand on dis "c'est tout droit", on veut dire en restant sur le sol, pas en allant dans les airs... :b:

A+

Aurora · 20 février 2005

Okiiiiiiiiiiiii !!

J'ai compris !! C'est bien comme exemple, c'est simple (c'est mon niveau quoi )

Thanks

pasc72 · 20 février 2005

Ce que je ne comprend pas sur les photons, c'est qu'ils puissent "transporter" de l'énergie sans avoir aucune masse! Et d'ailleurs pourqoi dit-on qu'ils transportent de l'energie puisqu'avec la célèbre équation E=mc², s'il n'y a pas de masse le produit est nul et il n'y a donc pas d'énergie :b:

Mais en même temps, c'est normal que le photon n'est pas de masse puisqu'une autre équation ( me rappelle plus laquelle), dit que plus on se rapproche de la vitesse de la lumière plus la masse tend vers l'infini (effectivement impossible )

Les pros, expliquez-moi siouplait où est mon erreur :?:

Pascal

logastro · 20 février 2005

Pascal non, cette équation peut être lue dans l'autre sens: de la masse peut devenir de l'énergie pure, par ex un photon

royal_orchid · 20 février 2005

Message écrit par pasc72@Feb 20 2005, 08:58 PM
Ce que je ne comprend pas sur les photons, c'est qu'ils puissent "transporter" de l'énergie sans avoir aucune masse! Et d'ailleurs pourqoi dit-on qu'ils transportent de l'energie puisqu'avec la célèbre équation E=mc², s'il n'y a pas de masse le produit est nul et il n'y a donc pas d'énergie

La lumière est un corpuscule appelé photon, mais c'est également une onde. C'est ce qu'on appelle la dualité onde-corpuscule.

pour un corpuscule, l'énergie s'écrit E=mc²

pour une onde, l'énergie s'écrit E=hv

(m=masse, c=vitesse de la lumière, h=constante de Planck, v=fréquence de la lumière)

Ainsi, si on considère la lumière comme une onde, on peut parler d'energie.

Aurora · 20 février 2005

En physique on nous a aussi dis que l'énergie dépendait de la chaleur de la source puisque plus sa température est élevée plus la longueur d'onde diminue (et passe ainsi du rouge au violet)

pasc72 · 21 février 2005

A ok je comprends mieux maintenant

Gaétan · 21 février 2005

E=mc² est l'équation de l'énergie d'un corps au repos. Pour être plus complet, il faut écrire E²=m²c²*²+p²c², où p est l'impulsion. Dans le cas d'un photon, E=pc (équivalent à ce que donne royal_orchid). Et on retrouve aussi E=mc² pour p=0, c-à-d un corps au repos. L'idée grandiose de cette équation, c'est que même les corps au repos ont une énergie et que cette énergie est proportionnelle à leur masse.

Mais en jonglant un peu, il y a aussi cette équation-ci E=m(v)c², où m(v) est la masse relative et est une fonction qui évolue avec la vitesse. Elle est équivalente à la première équation que je donne. C'est le cas le plus général. En chippotant encore un peu, on peut trouver l'expression de m(v) en fonction de m et v.

Aurora · 22 février 2005

Oulaaaaaaaa

Ca devient compliqué !

Dans le cas d'un photon, E=pc. Et on retrouve aussi E=mc² pour p=0, c-à-d un corps au repos.

Donc l'énergie du photon lui est donné par l'impulsion ? Car sa masse est égale à 0...

Et si il y a plus d'impulsion E=mc² si m=0 E=0, j'me trompe ?

Une toute tite question, c'est en quelle unité l'impulsion, et surtout, ça correspond à quoi, la longueur d'onde ? (ça fait deux -_-)

Hum, je sais que je suis lourde, mais je capte rien, help !!

Aur'

PS :

E²=m²c²*²+p²c²

Que signifie c²*² ??

royal_orchid · 22 février 2005

L'energie d'un photon dépend uniquement de sa fréquence, donc E=h*v

(E= energie du photon, h=constante de Planck, v=fréquence du photon en Hertz)

L'impulsion d'un objet peut s'écrire p=mv

(p=impulsion, m=masse, v=vitesse de l'objet)

Message écrit par Aurora@Feb 22 2005, 09:05 AM
Que signifie c²*² ??

C'est c^4 (c à la puissance 4)

pasc72 · 22 février 2005

ok clair pour moi

Juste une question, pourquoi Einstein a-t-il trouvé tout ça alors qu'il avait les memes infos que ces contemporains? Où est son coup de génie?

Pascal

lebebe · 22 février 2005

Message écrit par pasc72@Feb 22 2005, 08:04 PM
Juste une question, pourquoi Einstein a-t-il trouvé tout ça alors qu'il avait les memes infos que ces contemporains? Où est son coup de génie?

](texte cité)

Bonjour,

je pense que ce genre de coup de génie, c'est d'accepter ce que donne les expériences et de pousser a fond le raisonnement qui en résulte. Dans le cas de la relativité restreinte, les deux principes de bases sont:

- le principe de relativité: les lois des phénomènes physiques sont les même dans tous les systèmes en translation uniforme (donc le principe est restreint à ces cas là);

- le principe de l'invariance de la vitesse de la lumière dans le vide.

Einstein en a déduit que le temps n'était dès lors plus absolu, a accepter cette chose, et le reste a suivit.

Un autre coup de génie, c'est la pomme de Newton. Newton voit tomber une pomme, et regarde la lune en se demandant "pourquoi la lune elle ne tombe pas?" .... Réponse de Newton, si la pomme tombe, la lune doit tomber aussi, et en développant cette idée, il découvre la loi de la gravitation universelle. Génial non?

A+

Aurora · 23 février 2005

Dis comme ça ça paraît presque facile....

Et après les lycéens galère pour tout apprendre

Demiurge · 27 février 2005

Je suis tout à fait d'accord avec toi Aurora...

La physique que l'on fait au lycée c'est tout sauf de la physique.... On nous dirait les choses simplement eh bien cela serait plus attrayant :be:

lebebe · 27 février 2005

Message écrit par Demiurge@Feb 27 2005, 02:27 PM
Je suis tout à fait d'accord avec toi Aurora...

La physique que l'on fait au lycée c'est tout sauf de la physique.... On nous dirait les choses simplement eh bien cela serait plus attrayant

](texte cité)

Bonjour Aurora et Demiurge,

je pense que ce qui manque dans les cours de science, c'est la dimension historique. Mes profs m'ont appris des théories comme cela tout de go, sans jamais expliquer le contexte de la découverte, ce qui l'a ammenée. Je pense que cette apport aiderait à la conpréhension et rendrait les cours plus attractif (et pas seulement pour la loi de Newton )

Il serait aussi important de relier d'avantage le cour de math avec la physique. Je connais des personnes qui savent calculer une intégrale, mais qui ne voient pas à quoi cela peut servir en physique...

A+

Demiurge · 27 février 2005

Bonjour lebebe!

Je suis entièrement d'accord avec toi!

Il est vrai que l'on ne relie pas assez Mathématique et Physique, or ces deux matière sont liées, Maths étant la base de la physique

MAIS J AIMERAIS QUE L ON ARRETE DE DIRE QUE LES MATHS SONT L OUTIL DU PHYSICIEN, QUE LA PHYSIQUE ET UNE SCIENCE NOBLE ET LES MATHS DE VULGAIRES OUTILS

Escusez moi pour ce petit énervement!

lebebe · 27 février 2005

Message écrit par Demiurge@Feb 27 2005, 07:33 PM
MAIS J AIMERAIS QUE L ON ARRETE DE DIRE QUE LES MATHS SONT L OUTIL DU PHYSICIEN, QUE LA PHYSIQUE ET UNE SCIENCE NOBLE ET LES MATHS DE VULGAIRES OUTILS :(

](texte cité)

Bonjour Demiurge,

tu as raison, et ce que tu soulèves, c'est le problème du but et du moyen.

Pour un mathématicien, les mathématiques sont un but.

Pour un physicien, les mathématiques sont un moyen (de même que pour beaucoup d'autres professions).

Les deux approches sont respectables mais fondamentalement différentes.

A+

royal_orchid · 28 février 2005

Ce que je trouve dommage au niveau de l'enseignement de la physique, c'est que, souvent, les profs sont très bon pour "agresser" leurs étudiants avec des équations. Je trouve qu'il vaudrait mieux commencer doucement par des explications simples et générales pour bien cerner le sujet, avant d'entrer dans cette spirales de calculs parfois infernale.

aty · 2 mars 2005

Message écrit par Demiurge@Feb 27 2005, 06:33 PM
Bonjour lebebe!

Je suis entièrement d'accord avec toi!

Il est vrai que l'on ne relie pas assez Mathématique et Physique, or ces deux matière sont liées, Maths étant la base de la physique

MAIS J AIMERAIS QUE L ON ARRETE DE DIRE QUE LES MATHS SONT L OUTIL DU PHYSICIEN, QUE LA PHYSIQUE ET UNE SCIENCE NOBLE ET LES MATHS DE VULGAIRES OUTILS :(

Escusez moi pour ce petit énervement!

](texte cité)

Hello,

pour rapporter les paroles (sorties de leur contexte.. donc à prendre avec des pincettes) d'un professeur (dont je ne connais pas le nom) d'une école de science fondamentale sur Paris (vu dans une émission) :

"Il serait possible de faire de la physique sans les mathématiques. La seule contrainte étant la compréhension et la vulgarisation de la physique qui, sans l'outil mathématique, devient un véritable challenge".

(la phrase est légèrement modifiée, je n'ai plus les mots exacts en tête).

Un ami kiné, m'avait fait la même réflexion lorsqu'un de ses professeurs lui en avait touché un mot.

A méditer et à ne pas croire sur parole

AtY

Bleu · 2 mars 2005

Message écrit par lebebe@Feb 27 2005, 06:53 PM
Bonjour Aurora et Demiurge,

je pense que ce qui manque dans les cours de science, c'est la dimension historique. Mes profs m'ont appris des théories comme cela tout de go, sans jamais expliquer le contexte de la découverte, ce qui l'a ammenée. Je pense que cette apport aiderait à la conpréhension et rendrait les cours plus attractif (et pas seulement pour la loi de Newton )

Il serait aussi important de relier d'avantage le cour de math avec la physique. Je connais des personnes qui savent calculer une intégrale, mais qui ne voient pas à quoi cela peut servir en physique...

A+

](texte cité)

Ah oui ! Oui ! La dimension historique, voilà ce qui est intéressant... J'ai d'ailleurs un gros bouquin de physique qui tout en restant moderne insiste sur le développement des théories au cours de l'histoire, avec souvent des citations dans la marge de scientifiques de "l'époque" ou même de littéraires qui imaginaient la science... Comprendre cette histoire permet de situer beaucoup mieux tout principe. C'est d'ailleurs attrayant à un point où je préfère plus que tout lire ce livre magnifique plutôt qu'écouter mon cours de physique à l'école, qui manque certainement d'un peu de "sentiments"... Je regrette que mes cours ne voient pas la physique de manière plus globale, on ne ressent pas l'attachement profond qui existe entre les phénomènes, tout est séparé par des barrières trop haute pour qu'on puisse armé de ces seules connaissances voir cette matière comme un tout.

C'est regrettable.

Peut-être connaissez-vous ce livre qui s'appelle simplement "Physique" et rédigé par Eugene Hecht. Il propose aussi une série d'exercices avec 3 niveaux de difficulté et des corrigés pour quelques exercices choisis. Grand achat malgré le prix... Je pense qu'il s'adresse aux 1ère et 2ème DEUG, mais est déjà accessible pour le lycée, car assez "light" en formules.

Concernant l'intégrale je remarque plutôt un effet inverse dans ma classe : on sait approximativement quel outil utiliser pour calculer l'aire sous une courbe par exemple, mais les intégrales sont au programme de rétho en analyse... Résultat personne ne sait ce que c'est, mais on parvient quand même à intégrer la distance dans la formule F = Gm1m2/d² pour déterminer l'énergie nécessaire pour élever un satellite, en utilisant néanmoins uniquement des façons de faire dont-seul-le-prof-connaît-les-détours... Je ne prétends pas pouvoir apporter une solution à ce problème, mais je remarque toujours ce décalage math/physique. Pour les calculs de dérivée aussi, très utilisés en physique, cette dernière a précédé les maths, mais de la même manière que pour le calcul intégral : par des détours. Le contraire ne serait-il pas plus logique ? Ne vaudrait-il pas mieux connaître un peu de théorie avant l'expérience ? ...

Demiurge · 2 mars 2005

bonjour TeTeC!!

moi aussi je constante exactement la même chose en physique....

Les deux choses sont liées et suivre comme un mouton le prof je trouve cela frustrant... On suit le profs des calculs bourrin sans toute la finesse mathématique et la réflexion de la physique... Bref en cour on fait pas de physique...

Amicalement Dem

JSN59 · 3 mars 2005

Message écrit par royal_orchid@Feb 28 2005, 01:29 AM
Ce que je trouve dommage au niveau de l'enseignement de la physique, c'est que, souvent, les profs sont très bon pour "agresser" leurs étudiants avec des équations. Je trouve qu'il vaudrait mieux commencer doucement par des explications simples et générales pour bien cerner le sujet, avant d'entrer dans cette spirales de calculs parfois infernale.

](texte cité)

C'est vrai que serait plus pédagogique, et que les équations rentreraient mieux. Mais il faut du temps, et le programme ne le permet pas toujours. Par exemple, quand tu es en prépa et qu'il faut avaler un max de formules en math et physique (et chimie et méca) pour espèrer être prêt pour les concours, la dimension historique ou philosophique d'une équation, tu n'as pas trop le temps de t'y attarder. Les nuits sont déjà assez courtes comme ça!

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