Propagation de la lumière et du son

[stafan]

Bonjour à tous,

J'ai quelques problèmes sur la compréhension de la propagation de la lumière.

Si j'ai bien compris, une onde sonore se propage sous forme de variation de pression qui provoque une vibration de nos tympans ? Dans un milieu solide ce serait donc une vibration des atomes.

Si c'est exact, ce n'est pas la même chose puisque la lumière est visible dans l'espace qui comme chacun le sais est (presque) "vide". Et par vide je parle de l'espace interstellaire et même interplanétaire comprenant une faible densité de matière (quelques atomes/cm3 sachant que le vide absolu n'existe pas) et une pression quasi-nulle.

Ça doit être à ce moment là qu'intervienne les photons. Mais à quoi servent-ils ? Se déplacent-ils ? Comment ?

Tant de questions qui restent en suspens pour moi ^^

Afin d'éviter de faire un double post :

Situé dans l'espace, à des températures extrêmement basses, et le vide étant un très bon isolant, pourquoi perdront-nous de la chaleur ? (par IR si j'ai bien compris). Pourquoi, les étoiles ne nous réchaufferaient pas ?
Elles sont bien assez puissantes pour exciter les quelques particules trainant par là.

Beaucoup de question mais ça reste encore très vague pour moi :triste:


Merci d'avance :)

[Rockleader]

Si c'est exact, ce n'est pas la même chose puisque la lumière est visible dans l'espace qui comme chacun le sais est (presque) "vide". Et par vide je parle de l'espace interstellaire et même interplanétaire comprenant une faible densité de matière (quelques atomes/cm3 sachant que le vide absolu n'existe pas) et une pression quasi-nulle.

C'est pour ça que la lumière s'explique par deux modèle, il y a le modèle corpusculaire dont tu as parlé, et il y a le modèle ondulatoire par lequel on peut définir la lumière car l'on peut observer une diffraction de la lumière (arc en ciel en gros)

C'est donc par le modèle ondulatoire de la lumière que l'on explique qu'elle soit visible dans l'espace, enfin je crois.

[Skullkid]

Attention, le phénomène de l'arc-en-ciel n'est pas dû à la diffraction mais à la réfraction (qui est aussi un phénomène ondulatoire cela dit).

Du point de vue ondulatoire, la lumière c'est la "vibration" d'un champ électromagnétique, et les champs électromagnétiques n'ont pas besoin de matière pour exister, ils peuvent donc exister - et vibrer - dans le vide. Du point de vue corpusculaire, la lumière est constituée de photons. Les photons sont comme de petites balles qui vont très vite, elles n'ont pas non plus besoin de matière pour se déplacer. D'ailleurs, moins il y a de matière, moins leur mouvement est entravé. C'est pour ça que la vitesse de la lumière dans l'eau est inférieure à la vitesse de la lumière dans le vide, par exemple.

Pour ce qui est de ta deuxième question, tout corps matériel émet des radiations. Plus le corps est chaud, plus il émet des radiations énergétiques. Le corps humain n'échappe pas à la règle et il émet des infrarouges, ce qui tend à le refroidir. Dans l'espace, un humain va émettre des infrarouges et ne rien recevoir ou presque (il va recevoir un peu de chaleur des étoiles mais à moins d'être suffisamment près de l'une d'elles, ce sera négligeable) donc il va perdre de l'énergie et se refroidir. Il cessera de se refroidir quand il aura atteint la même température que son environnement. Les étoiles sont certes puissantes, mais elles sont aussi pas mal espacées les unes des autres. Plus tu es loin d'elles, moins tu reçois d'énergie, c'est pour ça que sur Terre, il n'y a que le Soleil, très proche, qui fournit une énergie conséquente.

[raito123]

Pour ta deuxième question il y a un sujet de concours qui la traite ( à peu près ), regarde celui des mines et ponts pour l'année 2009/2010 option MP.

[Black Jack]

Bonjour à tous,

J'ai quelques problèmes sur la compréhension de la propagation de la lumière.

Si j'ai bien compris, une onde sonore se propage sous forme de variation de pression qui provoque une vibration de nos tympans ? Dans un milieu solide ce serait donc une vibration des atomes.

Si c'est exact, ce n'est pas la même chose puisque la lumière est visible dans l'espace qui comme chacun le sais est (presque) "vide". Et par vide je parle de l'espace interstellaire et même interplanétaire comprenant une faible densité de matière (quelques atomes/cm3 sachant que le vide absolu n'existe pas) et une pression quasi-nulle.

Ça doit être à ce moment là qu'intervienne les photons. Mais à quoi servent-ils ? Se déplacent-ils ? Comment ?

Tant de questions qui restent en suspens pour moi ^^

Afin d'éviter de faire un double post :

Situé dans l'espace, à des températures extrêmement basses, et le vide étant un très bon isolant, pourquoi perdront-nous de la chaleur ? (par IR si j'ai bien compris). Pourquoi, les étoiles ne nous réchaufferaient pas ? Elles sont bien assez puissantes pour exciter les quelques particules trainant par là.

Beaucoup de question mais ça reste encore très vague pour moi :triste:


Merci d'avance

Le flux énergétique du Soleil (puissance émise) est de 3,83.10^26 W

Cette puissance est rayonnée pareillement dans toutes les directions.

A un distance donnée d du Soleil, soit sur une sphère de rayon d, l'entièrete de la puissance rayonnée par le Soleil passe.

L'aire d'une sphère de rayon d est S = 4.Pi.d²

Donc, un corps (par exemple une planete ou n'importe quoi d'autre), situé à une distance d du Soleil reçoit de la part du Soleil une puissance par unité de surface = 3,83.10^26/(4.Pi.d²) W/m² (si d est exprimé en m)

Soit donc: 3,05.10^25/d² (en W/m² si d est en m)

La Terre se trouve à environ 150 millions de km du Soleil (donc à 150.10^9 m), on peut ainsi calculer la puissance par m² reçue par la Terre et venant du Soleil, on trouve:

3,05.10^25/(150.10^9)² = 1355 W/m².

Pour la Terre Totale, l'aire de la Terre vue par le Soleil est S = Pi*R² (avec R = le rayon de la Terre, attention par 2.Pi*R² comme certains pourraient le penser).

La puissance reçue par la Terre entière en provenance du soleil est donc : P = 1355 * Pi * 6370000² = 1,73.10^17 W.
*****
Pourquoi les étoiles ne nous réchaufferaient-elles pas ?

Et bien à cause de la distance. J'ai montré ci dessus que l'énergie venant du Soleil, mais aussi d'une autre étoile étaient inversement proportionnelle au carré de la distance Terre-étoile.

L'étoile la plus proche de la Terre (hors Soleil) est située à 4,24 al de la Terre, soit donc à une distance 267000 fois plus grande que la distance Terre-Soleil.

Une étoile qui emettrait une puissance identique à celle du Soleil mais située à 4,24 al, nous donnerait une puissance sur Terre 267000² = 7.10^10 fois plus faible que celle nous arrivant du Soleil.

Soit peanuts, l'énergie rayonnée sur Terre par les étoiles (autres que le Soleil) est infime devant celle provenant du Soleil.

On estime, que la puissance arrivant sur Terre d'une autre source que le Soleil représente environ 1 millionième de celle provenant du Soleil.


:zen: