Relativité restreinte (2020-2021), séance 11

Cours de L3, par Etienne Parizot (Université de Paris)

Sommaire (séance du 1er avril 2021) :

• Géométrie et cinématique dans l'espace de Minkowski
- Isométrie de l'espace-temps
- Rotation d'espace et rotation d'espace-temps
- Notion de "rotation hyperbolique"
- Définition de la rapidité, "angle" de rotation
- Composition des vitesses et des rapidités colinéaires
- Composition des vitesses : composantes parallèles et orthogonales
- Expérience de Fizeau de 1851 : "vitesse d'entraînement" de la lumière par de l'eau en mouvement ; première mesure d'un effet relativiste, 54 ans avant la Relativité !

[arnaudnaturel]

merci pour tous ces cours, c est une véritable richesse

[pascalpascal]

Merci pour vos cours de physique. Je vous signale une erreur dans l’énoncé du problème sur l’expérience de Fizeau : la longueur à considérer est le double de la longueur des tubes, soit L=2, 974m. En effet, pour avoir un dispositif le plus symétrique possible, Hippolyte Fizeau faisait traverser les 2 tubes par les 2 rayons lumineux (voir l’article « Fizeau Experiment » de Wikipedia en anglais figures 3 et 4).
Circonstance assez malheureuse pour le problème, avec L=1, 487m le calcul classique donne un déphasage de 0, 235 (soit 2% d’erreur par rapport au résultat de Fizeau), et avec L=2, 974m le calcul relativiste donne un déphasage de 0.204 (11% d’erreur). À noter que l’expérience de Fizeau n’était pas très précise car il ne mesurait un déphasage que d’un quart d’interfrange.

[pascalpascal]

Remarque historique sur l'expérience de Fizeau: en 1851 Fizeau a bien utilisé le facteur (1-1/n2) dans ses calculs pour comparer avec ses résultats expérimentaux. Ce facteur venait de la théorie de Fresnel sur l’éther selon laquelle les milieux transparents entraînaient partiellement l’éther. Et malheureusement l’expérience de Fizeau donnait une confirmation à cette théorie erronée.