PRESENTATION
THEME : RELATIVITE GALILENNE
Préparé et présenté par le groupe1
Dirigé par Dr Abdoulaye COULIBALY
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Plan d’exposé
I. Introduction
II. Transformation de Galilée
III. Expérience de Michelson-Morley
IV. Conclusion
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Introduction
La relativité de Galilée c’est l’invariance par changement de référentiel, donc d’observateur
C’est un principe physique exprimé par Galilée au XVIIème siècle, sans être alors nommé ni principe, ni relativité. Il sera présenté par Galilée comme une propriété que confirme l’expérience.
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Les principes de relativité de Galilée sont utilisés comme postulats de base de toute la mécanique Newtonienne :
1. Les lois de la mécanique sont les mêmes dans tous les référentiels d’inertie c’est-à-dire qu’elles ne changent pas de forme lorsqu’on passe d’un référentiel d’inertie à un autre (qui sont en mouvement rectiligne uniforme l’un par rapport à l’autre)
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Transformation de Galilée
En physique, une transformation de Galilée correspond aux formules de transformations des coordonnées spatiales et temporelles entre deux référentiels galiléens donnés.
On appelle référentiel inertiel ou galiléen un référentiel dans lequel le mouvement de tous les corps libres, c'est-à-dire non soumis à l'action de forces extérieures, est rectiligne et uniforme
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Tout référentiel en mouvement de translation rectiligne et uniforme par rapport à un référentiel donné supposé galiléen, est lui-même galiléen. Une telle transformation laisse invariante les équations de la mécanique newtonienne.
Soient R et R’ deux référentiels inertiels tels que R’ soit animé d’un mouvement rectiligne uniforme de vitesse u par rapport à R
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On peut supposer qu’à l’instant t = 0, les deux référentiels ont la même origine donc t’=0 et les axes sont colinéaires deux à deux, et que la vitesse u constante est dans la direction de l’axe des x (voir figure ci-dessous).
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Transformation de Galilée.
Même particule vue dans les deux référentiels
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L’ensemble de ces transformations forme un groupe appelé groupe de Galilée.
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Expérience de Michelson-Morley
Le but de l’expérience de Michelson et Morley était de détecter ce qu’on appelait le vent d’éther, c’est-à-dire le mouvement de la terre par rapport à l’éther, milieu par rapport auquel on supposait que la vitesse de la lumière était égale à c.
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M1
M2
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Description :Soit une source lumineuse émet une lumière monochromatique qui arrive sur une plaque semi réfléchissante. Une partie de la lumière est dirigée vers le miroir M1 et une autre partie vers M2. Lorsque le dispositif est bien réglé, la distance OM1 = OM2;
les deux rayons sont réfléchis et arrivent dans un détecteur.
Comparons les temps mis par la lumière pour faire des aller-retour de OM1O et OM2O soient respectives t1 et t2.
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Expérience répétée après rotation de 90°: pas de modification des franges mais t1=t2.
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Conclusion
Par contre, le groupe de Galilée ne laisse pas invariantes les lois de l'électromagnétisme ou équations de Maxwell. On pensait au XIXème siècle que les équations de Maxwell ne sont valables que dans un référentiel privilégie, qui ressuscite en quelque sorte l'espace absolu de Newton.Il était donc légitime de chercher à mesurer la vitesse de la Terre par rapport à l'éther en utilisant une expérience d'électromagnétisme.
ton et que l'on a appelé l'éther
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L'impossibilité expérimentale de mesurer la vitesse du mouvement de la Terre par des expériences d'interférométrie optique dont la plus fameuse est l'expérience de Michelson et Morley (1887), a conduit à l'abandon du principe de relativité galiléenne basé sur les lois de transformation et à le remplacer par un nouveau principe de relativité fondé sur les lois de transformations qui laissent invariantes les équations de Maxwell.
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