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LA RELATIVITÉ RESTREINTE

Publié le 27/10/2011

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La relativité ! Pourquoi ?

L'apparition de la mécanique ondulatoire fut tout à fait justifiée, par l'extraordinaire progrès des techniques instrumentales et leur précision. Les résultats avaient ainsi acquis une sûreté suffisante pour qu'il soit permis de mettre en doute la validité des mécaniques classiques. Mais la relativité fait appel à une autre catégorie de systèmes essentiellement géométriques, et pour lesquels des vitesses proches de celle de la lumière sont nécessaires.

« Les navires en mer se repèrent sur les étoiles fixes ou supposées telles; même si elles bougent de façon très faible les erreurs sont négligea­ bles.

Toutefois si l'on désire une valeur exacte il faudra rechercher un référentiel plus vaste qui englobe les étoiles, mais rien ne nous assurera de sa fixité, et ainsi de suite.

On voit que dans cette course au référentiel de plus en plus absolu nous sommes perdants, puisque la certitude de son immobilité n'existera jamais.

Jusqu 'à l'avènement de la relativité, le temps se mesurait par rapport à des mouvements cy­ cliques tels que la rotation de la terre, c'est pourquoi nous parlons toujours d'heures, de jours, d'années.

Mais ce temps ne peut-être ab­ solu que si nous sommes sûr d'être dans un référentiel privilégié, autrement il ne peut être que relatif et local.

L'ETHER L'éther que l'on chercha à identifier pendant tout le siècle précédent reste une des meilleures illustrations de cette recherche vaine d'un es­ pace absolu.

On pensait alors que tout phénomène physi­ que ne pouvait se développer que sur un support, et pour cela on sc référait aux ondes acoustiques .

Dans l'air, l'énergie que représente un son se propage grâce à des compressions et des dé­ compressions de l'air sur son passage.

La vitesse de propagation dans l'air est de 340 rn/ sec.

et varie selon les milieux.

Par contre dans le vide, il n'y a plus aucune transmission, puisque le support n'existe plus.

La lumière semble agir de la même façon; dans l'air elle possède une certaine vitesse, dans l'eau une autre mais dans le vide elle se propage encore.

La conclusion, hâtive mais excusa ble, fut que dans le vide il y avait encore un support que l'on ne pouvait appréhen­ der directement et qui permettait la propagation des ondes lumineuses .

Ce support c'était l'éther.

L'éther refuse de se manifester FRESNEL fut un des premiers à se soucier de l 'éther, mais l'expérience la plus célèbre bien qu'elle ait été négative fut celle de MICHEL­ SON reprise en 1887 par MICHELSON et MORELEY et par d'autres encore jusqu'à 1930 : MICHELSON pensait que l'éther pouvait se ma­ nifester vis-à-vis de la lumière comme l'air le faisait pour les ondes acoustiques; ainsi tout le monde a pu remarquer lorsque le vent souf­ flait dans la bonne direction, qu 'il était possible d'entendre des trains qui roulent à grande dis­ tance , ce que l'on traduit communément par le fait que le vent « porte ».

Pourquoi l'éther ne porterait-il pas lui aussi les ondes lumineuses ? Or l'on pensait qu'il devait exister un vent d'éther contraire au sens de déplacement de la terre sur son orbite.

- .--Direction du vent d'éther (ouppooé) Sens du deplacement Terrestre L'expérience de Michelson.

Les distances RMI et RM2 sont rigoureusement Identiques et les rayons lumineux issus de S sont séparés vera Ml et M2 par une lame seml-réfléchiaaante.

Si le vent d'éther existe, l'aller­ retour dea rayons RM2 devrait s'effectuer en moins de temps que l'aller-retour RMI.

Ceci devrait donc être mis en évidence par un déplacement léger mala observable dea frangea d'Interférence dO è la différence de marche des rayons.

Dans le plan de l'écliptique, la terre se dé­ place à une vitesse de 30 km par seconde, ce qui n'est pas négligeable vis-à-vis des 300 000 km par seconde de la vitesse de la lumièr e.

Or, l'éther, puisqu'il appartient à l'espace absolu qu'il est censé remplir, doit rester immo­ bile vis-à-vis de la terre, à l'image de l'air dans lequel s'enfonce une automobile et que l'on ressent fort bien lorsque l'on sort un bras par la portière pendant la marche.

L'expérience de Michelson MICHELSON qui avait conllance en la preci­ sion de ses mesure s, imagina de mesurer la vitesse de la lumière dans deux directions per­ pendiculaires, l'une dans le sens de rotation de la terre, donc selon le sens de déplacement de l'éther, l'autre à 90• de cette même direc­ tion.

Les rayons lumineux issus d'une source étaient divisés en deux, chacun accomplissait un aller-retour grâce à une réflection totale au bout des deux bras de l'appareil.

Les rayons sc retrouvaient alors pour inter­ férer sur un écran.

Les deux bras ayant rigoureusement la mê­ me longueur, si l'éther s'était manifesté il de-. »

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