Activité vitesse de la lumière

« Chapitre I Activité documentaire: Mesure de la vitesse de la lumière I.

La lumière a une vitesse qui n’est pas infinie document 1 : les premiers pas Avant Galilée les savants pensaient que la lumière se propageait instantanément dans l'air. Galilée (1564-1642) semble avoir été le premier à penser que cette vitesse était finie et le premier à essayer de la mesurer. La tentative de Galilée est simple , deux hommes munis d'une lanterne et placés sur deux collines à une distance de quelques km , font l'expérience suivante : le premier découvre sa lanterne en déclenchant une horloge , le second découvre la sienne dès qu'il aperçoit le signal lumineux et le premier arrête son horloge dès qu'il voit le signal lumineux.

Le temps d'aller et retour du signal lumineux peut être ainsi en théorie apprécié Ces expériences ne donnèrent pas de résultats tangibles , les temps mesurés restant les mêmes quand les distances entre les deux hommes variaient. 1.

Décrire l’expérience de Galilée avec un schéma. 2.

Rappeler la valeur de la vitesse de la lumière c dans le vide connue actuellement.

Déterminer alors la durée Δt du trajet aller-retour de la lumière entre les deux collines lors de l’expérience de Galilée. 3.

Expliquer pourquoi les expériences de Galilée « ne donnèrent pas de résultats tangibles ». document 2 : La première preuve par l’expérience L'astronome danois Ole Römer (1644-1710) effectua la première T2 J2 détermination de la vitesse de la lumière en 1676 par une méthode T1 astronomique.

Sur la figure cicontre on voit à droite l'orbite de J1 Io , satellite jovien.

Bien noter que Io disparaît à notre vue quand il entre dans le cône d'ombre de Jupiter (immersion) et réapparaît (émersion) en sortant de l'ombre.

A partir de la durée de l'éclipse, Römer déterminait la période de révolution du satellite autour de Jupiter.

Il constata que cette période (42h 30 min pour la position T1) variait en fonction de la position de la terre quand il répétait la mesure.

Ce résultat était en contradiction avec les lois de Kepler qui stipulaient que la période de révolution du satellite était constante.

Römer comprit alors qu'il fallait tenir compte du temps de parcours de la lumière pour aller de Io à.... »