voir la description de l'expérience par son inventeur page 1159 du :
"Hippolyte Fizeau (1819-1896) réalise
en 1849 la première mesure terrestre de la vitesse de la
lumière.
Pour cela il fabrique un ingénieux
système comportant une roue dentée et deux miroirs ,
dont un semi-réfléchissant.
Sur la figure ci-contre on devine le
principe : la roue est mise en rotation , une source de
lumière est réfléchie par le premier miroir ,
franchit une échancrure de la roue , se
réfléchit sur le second miroir et parvient à
l'observateur après un parcours correspondant à (2d)
à la vitesse (c) qui est l'inconnue.
Fizeau fait son expérience entre
Montmartre et le Mont Valérien à Suresnes distants de
8633 m.
La roue dentée comporte 720 dents et
720 échancrures. Fizeau détermine alors la vitesse de
rotation de la roue qui permet à la lumière de
traverser le bord d'un "creux" et de revenir au bord du même
creux. Le faisceau est donc juste occulté et ne parvient plus
à l'observateur. Cette vitesse de rotation est de 12,6 tours
par seconde.
Nous allons mener un petit calcul à
la porté d'un lycéen. (......d'autrefois?).
Appellons t le temps d'aller et retour de la
lumière à la vitesse c. t = 2d/c = 2 x 8633 / c
(1)
Le disque possède 2x720 secteurs
angulaires (a) identiques de valeurs a = 2 x 3,14 /
2 x 720 radians .
La vitesse angulaire du disque est : v = 2 x
3,14 x 12,6 rad/s
Pendant le temps d'un aller et retour de la
lumière l'échancrure a tourné de l'angle (a)
à la vitesse (v) pendant le temps (t).
Donc t = a/v = 1 / 2 x 720 x 12,6
(2)
En égalisant (1) et (2) On
déduit c.
c = 2 x 8633 x 2 x 720 x 12,6 = 3,13 x
108 m/s à comparer à c = 3 x
108 m/s. Bravo.... Monsieur Fizeau!"
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| Hippolyte Fizeau |
