chaleur

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sonic
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Message par sonic » 29/11/2007 - 17:21:27

non, je ne suis pas en chaleur :D

je viens de faire ma pause clope dehors au frais (voire au froid) et je regardais droit devant moi, ou plutôt devant mes pieds.
la chaleur que dégageait ma cigarette troublait l'image que me renvoyait le sol.
vous voyez sûrement de quel phénomène je parle.

la chaleur déforme donc l'image.

mais qu'est ce que l'image en fait ?
je suppose que ce que nous voyons arrive, à nos yeux transporté par les photons...

cette déformation de l'image est-elle due à notre propre perception visuelle, ou la chaleur agit-elle sur les photons en modifiant leur trajectoire ?

Victor
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Message par Victor » 29/11/2007 - 18:09:11

Non la chaleur ne déforme pas l'image elle produit un flux d'air qui varie en densité et trouble les trajets des rayons lumineux, c'est le même principe que les mirages, flaques floutées dans les paysages très chaud

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Message par fffred » 29/11/2007 - 18:38:45

Victor a écrit :Non la chaleur ne déforme pas l'image
Bah si ! la chaleur déforme l'image pardi :D

Déformer l'image est la même chose que dévier les rayons lumineux. On pourrait également dire que la chaleur change l'indice optique, déforme les surfaces d'onde, etc.

sonic
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Message par sonic » 29/11/2007 - 18:46:09

voilà, donc dévier les rayons lumineux, c'est bien dévier les photons ?

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Message par fffred » 29/11/2007 - 18:51:13

Pas vraiment. Les photons ne sont déviés à strictement parler que par des objets très massifs. Dans la matière habituelle (l'air qui t'entoure par exemple), il n'y a pas d'objet suffisamment massif. En fait, ils sont constamment absorbés par les atomes et réémis. C'est pour cela qu'ils sont globalement un peu ralentis.

Par conséquent, les photons dans la matière vont à une vitesse moyenne v différente de celle lorsqu'ils sont dans le vide : c.
Cette vitesse v varie en fonction de plein de choses. Par exemple, l'air chaud augmente très légèrement cette vitesse par rapport à l'air froid. C'est cette différence de vitesse qui provoque la déformation.

En optique, au lieu de parler de vitesse v, on préfère parler de l'indice optique n = c/v.
Par exemple, dans l'air, on a environ n=1.003 il me semble.
Dans le vide, n=1.

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Message par sonic » 29/11/2007 - 18:56:13

ok, c'est donc une histoire de vitesse. l'image m'arrive donc avec une vitesse inconstante.

est-ce que cela n'est pas aussi une réalité dans nos observations extra-système solaire ?
je veux dire, si on perçois une variation de vitesse à l'échelle disons de l'oeil nu, alors à l'échelle de l'univers, il doit exister ce même phénomène avec les yeux de nos téléscopes ?

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Message par fffred » 29/11/2007 - 18:58:33

bien sûr !
Par exemple, on utilise l'optique adaptative pour corriger une partie de ces déformations.

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Message par sonic » 29/11/2007 - 19:00:55

ah je suis pas si con quand même :D

l'optique adaptative ?
c'est un truc qui prend en compte une marge d'erreur en fonction de la distance déduite des observations ?

(j'irai pas très loin dans la technique, je serai vite largué, mais merci de tes réponses) ;)

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Ze Venerable
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Message par Ze Venerable » 29/11/2007 - 20:17:27

Enfin si les photons malgré qu'ils changent de vitesse en traversant la chaleur continuaient à se déplacer en ligne droite, l'image ne serait pas déformée, si ?

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Message par Oswald_le_fort » 29/11/2007 - 20:21:26

Salut,
Ben l'optique adaptative permet de corriger les effets principaux, a savoir les effets dus a l'atmosphere. C'est pas tres simple, et je dois avouer que je n'ai pas tout compris, mais ce que j'en sais, c'est qu'il est possible de determiner la correction a partir de faisceaux lasers... Pour info, en astro, on appelle la fonction de correctio la PSF ou Point Spread Function , ce qui veut dire exactement ce que ca dit : c'est la fonction qui fait d'un trait un point.

J'espere que c'est comprehensible parce que sinon, faudra que je demande des images a des potes en astro...

sonic
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Message par sonic » 29/11/2007 - 21:56:19

ah bonne remarque ze venerable !

si la trajectoire n'est plus rectiligne, il y a donc une influence sur autre chose que la vitesse ?

à oswlad : ah ok. mais alors le laser n'est pas influencé par la chaleur ? il y a pourtant des photons dans le laser ?
est-ce vraiment le photon qui est perturbé par la chaleur alors ?

n'est pas alors notre perception rétinienne qui est perturbé par la chaleur ?

(malgré que n'existe pas ! malgré le changement, ou même s'ils changent, ou bien qu'ils changent, mais pas malgré qu'ils changent :D merci kiki poppy)

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Message par fffred » 29/11/2007 - 23:25:55

Ze Venerable a écrit :Enfin si les photons malgré qu'ils changent de vitesse en traversant la chaleur continuaient à se déplacer en ligne droite, l'image ne serait pas déformée, si ?
Bah ils ont pas le choix de changer de direction. En fait, en optique ondulatoire, on peut même montrer qu'il y a un changement "moyen" de direction. C'est à dire que globalament, le faisceau lumineux aura dévié (mais pas chaque photon individuellement dans la même direction). C'est pour cela qu'on voit son bras "cassé" dans la piscine.

sonic a écrit :si la trajectoire n'est plus rectiligne, il y a donc une influence sur autre chose que la vitesse ?
Comme je viens de le dire, si la vitesse change, alors la direction change forcément. L'un ne va pas sans l'autre. Pour faire comprendre cela : http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/ind ... topic=16.0

sonic a écrit :à oswlad : ah ok. mais alors le laser n'est pas influencé par la chaleur ? il y a pourtant des photons dans le laser ?
est-ce vraiment le photon qui est perturbé par la chaleur alors ?

n'est pas alors notre perception rétinienne qui est perturbé par la chaleur ?

(malgré que n'existe pas ! malgré le changement, ou même s'ils changent, ou bien qu'ils changent, mais pas malgré qu'ils changent :D merci kiki poppy)
Le laser est aussi influencé par la chaleur, mais on l'a envoyé nous-même, donc on sait exactement où il est censé aller, contrairement à la lumière venant d'une étoile.

Notre perception rétinienne est faiblement perturbée par la chaleur, mais très très très très très peu, surtout à cette distance.

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Message par Ze Venerable » 29/11/2007 - 23:44:34

C'est pas vraiment lié, mais peux-tu confirmer que l'évolution du diamètre d'un faisceau laser n'est pas monotone avec la distance de l'émission? Parce qu'il existe une technique de mesure laser dans laquelle il est nécessaire de faire se croiser 2 faisceaux à l'endroit où leur diamètre est minimum.
Tu pourrais expliquer pourquoi ? Parce qu'à première vu ça peut paraitre en contradiction avec le fait que le lumière se propage en ligne droite. C'est parce que les trajectoires des photons de sont pas parallèles entre elles ?

Et aussi pour la technique de correction par laser des télescopes, où est justement la source du laser ? sur un satellite? Je crois bien me rappeler qu'il est possible aussi d'utiliser à la place d'un laser la lumière d'une étoile "bien connue"

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Message par Oswald_le_fort » 30/11/2007 - 7:33:18

Le laser est a cote du telescope, et il tire vers le ciel (pour autant que je sache), et plur la mesure, je supose qu'ils doivent utiliser soit la reflexion sur les atomes de l'atmosphere soit sur une cible tres loin genre la Lune...
Pour l'etoile bien connue, c'est pas simple il faut en trouver une qui bouge pas : sinon il faut tenir compte de la rotation de la terre, et en temps reel, c'est pas simple (les calculs sont long) Donc reste les etoiles aux poles, mais bon, c'est pas toujours simple de pointer vers les poles...

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Message par sonic » 30/11/2007 - 8:59:06

:jap: merci

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Message par fffred » 01/12/2007 - 14:01:31

Ze Venerable a écrit :C'est pas vraiment lié, mais peux-tu confirmer que l'évolution du diamètre d'un faisceau laser n'est pas monotone avec la distance de l'émission?
oui tout à fait. L'endroit où la taille du faisceau est minimale est appelé "waist". Avant le waist, le laser se focalise, et après le waist, le laser s'agrandit.
Ze Venerable a écrit :Tu pourrais expliquer pourquoi ? Parce qu'à première vu ça peut paraitre en contradiction avec le fait que le lumière se propage en ligne droite. C'est parce que les trajectoires des photons de sont pas parallèles entre elles ?
Tu touches du doigt une question compliquée. Une interprétation facile serait de dire que tous les photons ne sont pas parallèles comme tu le dis. Mais c'est inexact, car dans le cas du faisceau laser, les photons (qui ne sont pas uniquement des particules) ont une taille individuelle du même ordre que la taille du laser (pour les connaisseurs, je veux simplement dire que tous les photons sont dans le même mode gaussien). On ne peut pas parler de trajectoire en mécanique quantique, donc on ne peut pas dire que les photons vont en ligne droite. Cela ne veut rien dire. A la limite, on peut dire qu'un photon dans le vide a un vecteur d'onde constant. Grosso modo, cela veut dire qu'il va tout droit, mais si on essaye de le détecter, on ne le verra pas forcément sur son axe (c'est toujours le même casse-tête en mécanique quantique).

Pipo
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Message par Pipo » 01/12/2007 - 19:01:22

sonic a écrit :à oswlad : ah ok. mais alors le laser n'est pas influencé par la chaleur ? il y a pourtant des photons dans le laser ?
est-ce vraiment le photon qui est perturbé par la chaleur alors ?

n'est pas alors notre perception rétinienne qui est perturbé par la chaleur ?


Non, la perception rétinienne ne compte pas, c'est pour cela que la turbulence est aussi gênante pour les téléscopes professionels.

En ce qui concerne l'optique adaptative, en gros, on crée une "étoile artificielle" à l'aide d'un laser, puisque les vraies étoiles sont difficilement utilisables (à cause de la rotation de la Terre). Cette étoile artificielle sera naturellement déformée par les turbulences atmosphériques, dans la même proportion que les "vraies" étoiles venant du ciel. Ainsi, à partir de la déformation subie par l'étoile artificielle, on peut modéliser les déformations subies actuellement par les sources lumineuses célestes, puis déformer le miroir grâce à des centaines de petits pistons pour corriger cette déformation.

Le problème, c'est que, comme tu as pu l'observer, la turbulence est dynamique et varie très rapidement... Donc il faut calculer la déformation et actionner les pistons très rapidement et en permanence pour que la correction soit efficace ;)

sonic
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Message par sonic » 01/12/2007 - 22:39:56

eh bé, tout ça avec une clope. :D

merci à tous ;)

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Message par Ze Venerable » 04/12/2007 - 19:54:01

donc Fred, ce n'est pas quelque chose qui s'explique avec l'optique géométrique?

Le laser est a cote du telescope, et il tire vers le ciel (pour autant que je sache), et plur la mesure, je supose qu'ils doivent utiliser soit la reflexion sur les atomes de l'atmosphere soit sur une cible tres loin genre la Lune...

la première hypothèse (reflexion par l'atmosphère) paraît pas évident à mettre en oeuvre, car en retour on doit recevoir les multiples reflexions provenant de toute la trajectoire du laser à travers l'atmosphériques. S'agit ensuite de démêler tout ça
Dernière modification par Ze Venerable le 04/12/2007 - 20:16:31, modifié 1 fois.

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Message par fffred » 04/12/2007 - 20:01:14

Ze Venerable a écrit :donc Fred, ce n'est pas quelque chose qui s'explique avec l'optique géométrique?
Tu veux dire qu'un faisceau laser n'a pas une taille monotone ? En effet l'optique géométrique ne l'explique pas.
Il faut faire appel à l'optique ondulatoire.

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Message par gzav » 05/12/2007 - 19:21:55

Y'a pas une histoire d'une certaine frequence de laser pour n'exciter qu'une couche superieure de l'atmosphere, du genre ozone, ou molecule azotee ?
Sinon effectivement je crois me rappeller que la propagation d'un laser dans l'atmosphere c'est assez complique, la faisceau converge et diverge periodiquement.

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