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VITESSE de la LUMIÈRE

ou (mieux)

CÉLÉRITÉ de la LUMIÈRE

 (vocable utilisé pour la vitesse de propagation d'une onde)

c = 299 792 458 m/s 300 000 km/s

Soit, en une seconde: 300 fois la France du nord au sud

ou encore, plus de 7 fois de tour de la Terre.

Sur une navette spatiale qui voyage à la vitesse de la lumière, quand est-ce que les phares fonctionnent ?

Les ondes électromagnétiques comme la lumière parcourent 7,5 fois le tour de la Terre en une seconde. Dans ces conditions, il est normal que nous recevions les images de la télévision tous en même temps.

Voir Pensées & humour

VITESSE DE LA LUMIÈRE

Célérité de la lumière (c)

Valeur arrondie	300 000		km/s
	3	10^10	cm/s
	3	10^8	m/s
	2,997 …	10^8	m/s
Valeur exacte	299 792 458		m /s
	1 080 000 000 1,079…	10^12	km/heure m / heure

Voir 299 792 458

Définition du mètre

1983 : Le mètre est défini comme la distance parcourue

par la lumière, dans le vide, pendant une durée de

1/299 792 458 de seconde.

La vitesse de la lumière est le nouvel étalon de longueur.

VARIATION de la CÉLÉRITÉ de la LUMIÈRE

DANS LE VIDE La vitesse de la lumière est une constante. Base de la théorie de la relativité restreinte
	SELON LE MILIEU Sa vitesse varie en fonction de l'indice de réfraction du milieu.

Quelques valeurs

La plus grande: vide	1 / 1	299 792 km/s
Eau	1 / 1,33	225 563
Verre	1 / 1,5	200 000
Quartz	1 / 1,54	194 805
Diamant	1 / 2,42	123 967
La plus lente réalisée		1,5

La vitesse est divisée par n, l'indice de réfraction du milieu.

Cet indice varie avec la longueur d'onde: le bleu est plus dévié que le rouge, c'est la dispersion en arc-en-ciel.

Dans les autres milieux que le vide, le photon apparaît donc comme ayant une certaine masse!

En réfractant la lumière, on " l'alourdit ".

Higgs a utilisé ce principe à d'autres particules (bosons W et Z) pour en révéler les propriétés.

Voir Vitesse du son

HISTORIQUE

En 1676	Première mesure par Ole Romer	225 000 km/s
En 1725	Mesure de Bradley	308 300
Vers 1850	Mesure de Fizeau et Foucault	299 774

Premières mesures:

Olaüs RÖMER (1644-1710), danois:

Il travaillait à l'Observatoire de Paris, comme à la même époque, Giovanni Cassini, naturalisé français et patron de l'Observatoire.

La mesure (1676) repose sur l'observation

des satellites de Jupiter et

de leur moment d'éclipse par Jupiter lui-même.

Selon la période de l'année,

la Terre se rapproche de Jupiter ou s'en éloigne

et, la lumière en provenance du phénomène d'éclipse met plus ou moins de temps pour atteindre la Terre:

la différence étant d'environ plus ou moins 10 min.

A la même époque Cassini à Paris estimait les dimensions du système solaire.

En combinant la distance Terre - Jupiter

et ce décalage des observations des éclipses,

Römer en déduit la vitesse de la lumière.

Vitesse estimée par Römer

UA = Unité Astronomique	C en km/s
Avec la valeur de l'UA estimée par Cassini, il a estimé:	225 000
Avec l'UA connue actuellement, il aurait trouvé:	298 000
Alors que la valeur connue aujourd'hui est:	299 792

À cette époque personne ne voulait admettre que la vitesse de la lumière soit finie et qu'un signal lumineux ne se propageait pas instantanément.

Il a fallu attendre les mesures de Bradley pour être convaincu du fait. James Bradley est un astronome anglais qui découvrit une aberration de mesure de la position des étoiles qui conduisit à une nouvelle estimation de la vitesse de la lumière.

Du fait que la Terre tourne pendant une observation, une étoile vue à travers une lunette d'une certaine longueur se trouve légèrement décalée au moment de l'observation par l'œil. Le décale se trouve dans un sens en été et dans l'autre en hiver.

Mesure

L'étoile qui paraît être en B se trouve en fait en A.

La lumière de l'étoile est captée en A par la lunette.

Du fait de la rotation de la Terre elle n'est observée par l'œil que lorsque la lunette est en position B.

B est une image virtuelle de A.

L'angle mesuré par Bradley est de 20 secondes et, la valeur de la vitesse de la lumière déduite est: 308 300 km/s.

Vitesses ralenties de la lumière
61 Soit : 17	km / h	m / s	Vitesse minimum de la lumière, obtenue en laboratoire (1999). Propagation dans un milieu à haute densité dit de Bose Einstein. Atomes de sodium refroidis à quelques dizaines de micro kelvins, proche du zéro absolu: -273°C.
1,5 Soit : 0,42	km / h	m / s	24 février 2000 par la même équipe. La technique utilisée pour ralentir la lumière, qui exige qu'elle traverse un milieu très froid, pourrait un jour avoir d'importantes applications pratiques en télécommunications.
200 000		km / s	Vitesse de la lumière dans l'eau.
300 000		km / s	Vitesse de la lumière dans l'air. (299 792 458 m/s).

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Sites	La vitesse de propagation de la lumière par Serge BERTORELLO (animations) Les premières mesures de la vitesse de la lumière. La vitesse de la lumière ralentie à 1,5 km/h