Cinématique relativiste
Préparé par: Mama TRAORE
El-Hadj DICKO
DER Physique-Chimie
Master2 Physique, Semestre 3
Professeur: Dr Abdoulaye COULIBALY
Année Universitaire: 2018-2019
PLAN D’EXPOSE
Mesurer un segment dans un référentiel (R), c'est déterminer simultanément les positions des extrémités de ce segment dans (R).�Si le segment est fixe dans (R), la longueur mesurée est dite longueur propre.�Si le segment est mobile dans (R), la longueur mesurée est dite longueur impropre.�La notion de simultanéité n'étant pas absolue, la longueur propre est toujours différente d'une longueur impropre.
2.Mesure d'une durée.
La date d'un événement n'est pas absolue : en chaque point d'un référentiel, elle est donnée par une horloge fixe dans ce référentiel.�Il est possible de synchroniser toutes les horloges d'un même référentiel.
Un signal lumineux émis en O milieu de M1M2, parvient en M1 à la date t1, lue sur H1, et en M2 à la date t2, lue sur H2.�Les horloges H1 et H2 sont synchronisées si t1 = t2.
III. Applications :
Cette approche est nécessaire dans le cas où l’émetteur de déplace v non négligeable devant c. Considérons toujours le récepteur immobile en x=0 qui reçoit les signaux de l’émetteur situé en x0 à l’instant t=0 et en mouvement rectiligne et uniforme de vitesse v le long de la droite Ox. Supposons toujours que l’émetteur envoie des tops de période T0 dans son référentiel.
Un premier top est émis à la date t = 0 vers le récepteur. Une période plus tard, quand l’émetteur est en x = x0 + vT et qu’il émet le second top, le premier est parvenu en x1 = x0 – cT. La distance qui sépare les deux tops est la période spatiale de l’onde dans le référentiel du récepteur à un instant donné, c’est-à-dire la longueur d’onde que va mesurer le récepteur immobile.
En cosmologie l’interprétation cinématique du redshift (vu comme un effet du mouvement de l’émetteur dans l’espace) est parfois remplacée par une interprétation liée à la dilatation de l’espace.
2. Expérience de Fizeau
En 1851, Fizeau réalisa une expérience pour étudier la vitesse de la lumière dans un milieu transparent en mouvement.
Son principe repose sur la mesure des franges d’interférence entre deux signaux lumineux issus de la même source, mais se propageant dans un sens différent à travers un tube où circule un courant d’eau.
On laisse couler de l’eau à une vitesse v dans ce tube de sorte que l’eau s’éloigne de la fente F1 et coule vers la fente F2.�La lumière arrive ensuite sur une lentille convergente de focale f '2 et le résultat est observé sur un écran situé au foyer image de la lentille.