Sciences physiques

Propagation de la lumière et du son

Sciences physiques, La décennie prodigieuse (1895-1905)

Appendice 2 :

L’expérience de Michelson et Morley montrait que la vitesse de la lumière est la même dans toutes les directions, indépendamment de la vitesse de la source. Une explication simple était tentante, basée sur une analogie avec le son. Le son émis par une locomotive roulant à 200 km/h se propage, de façon analogue, à la même vitesse que le son du sifflet du chef de gare immobile, la même vitesse dans toutes les directions en l’absence de vent (mais pas la même fréquence, c’est l’effet Doppler). C’est que le son est une vibration de l’air. Alors pourquoi la lumière ne serait-elle pas une vibration de quelque milieu matériel ?

Quand une étoile A (immobile) se trouve à la verticale d’un observateur situé sur la terre T, cet observateur croit recevoir la lumière émise par une étoile dont la position par rapport à la terre n’est pas la position actuelle. La tangente de l’angle apparent avec la verticale est égale à  v/c, où v est la vitesse de la terre. En effet, en 1900, tout le monde pensait que la lumière était une vibration de l’éther, milieu hypothétique et mal défini sur lequel certains savants éminents comme Larmor avaient écrit des livres entiers. Si on admettait que cet éther était entraîné par la terre, l’expérience de Michelson et Morley s’expliquait facilement. Mais il y avait de bonnes raisons de croire que l’éther n’est pas entraîné. En particulier, une étoile qui se trouve au zénith est vue par l’observateur naïf sous un angle non nul par rapport à la verticale, à cause de la vitesse n  de la Terre (figure ci-contre).

Au début du XIXe siècle, le mathématicien Cauchy croyait à un éther entraîné par la terre, alors que Fresnel et la plupart des physiciens croyaient à un éther immobile.

Au début du XX siècle, Lorentz croyait encore à l’éther. Einstein, lui, proclame que « l’introduction de l’éther est superflue ».

Publié ou mis à jour le : 2018-11-27 09:50:14

 
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