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La Physique-Chimie autrement

Histoire des sciences

Fizeau organise l’aller-retour de la lumière d’une bougie entre son balcon de Suresne et Montmartre situé à 8 km de là. Au départ et à l’arrivée, il fait passer la lumière par les encoches d’une roue dentée. Il fait alors tourner cette roue de plus en plus vite. Lorsqu’elle atteint la bonne vitesse, la lumière se trouve bloquée à son retour, l’encoche empruntée à l’aller ayant été remplacée par la dent voisine.
Doc. 1
L’expérience mise au point par Fizeau.
Fizeau a obtenu l’extinction de l’éclat du faisceau lorsque la roue tournait à 12,6 tours/s, une dent de la roue prenant alors exactement la position de l’encoche qui la précède en 54,76 μs (0,00005476 s). La distance entre la roue et le miroir était estimée à 8,633km : Fizeau en a conclu que la vitesse de la lumière valait 315 300 km/s.
Doc. 2
Les résultats de Fizeau.

Objet d'étude

Feux d’artifice : géométrie et distance de sécurité

Feu d’artifice du 14 juillet - village de Prébon :
  • Hauteur moyenne atteinte par les fusées : 150m.
  • Rester loin des mortiers. Distance minimale : 100m.
Doc. 2
Consigne de sécurité du feu d’artifice.

La Physique au quotidien

Fizeau organise l’aller-retour de la lumière d’une bougie entre son balcon de Suresne et Montmartre situé à 8 km de là. Au départ et à l’arrivée, il fait passer la lumière par les encoches d’une roue dentée. Il fait alors tourner cette roue de plus en plus vite. Lorsqu’elle atteint la bonne vitesse, la lumière se trouve bloquée à son retour, l’encoche empruntée à l’aller ayant été remplacée par la dent voisine.
Doc. 1
L’expérience mise au point par Fizeau.
Fizeau a obtenu l’extinction de l’éclat du faisceau lorsque la roue tournait à 12,6 tours/s, une dent de la roue prenant alors exactement la position de l’encoche qui la précède en 54,76 μs (0,00005476 s). La distance entre la roue et le miroir était estimée à 8,633km : Fizeau en a conclu que la vitesse de la lumière valait 315 300 km/s.
Doc. 2
Les résultats de Fizeau.

Observe la propagation d’une onde dans un ressort !

▸ Étapes de la fabrication :
  • Matériel :
    - Un grand ressort.
    - Un complice.
  • Après avoir étiré le ressort, comprime quelques spires comme sur le Doc. 1 puis lâche-les d’un coup.
  • Observe la propagation de l’onde.
▸ Une question à se poser :
  • 1
    . L’expérience mise au point par Fizeau.
  • 2
    . Les résultats de Fizeau.
  • 3
    . Schéma de l’expérience mise au point par Fizeau.
DYS

L’expérience mise au point par Fizeau.

1
F
izeau organise l’aller-retour de la lumière d’une bougie entre son balcon de Suresne et Montmartre situé à 8 km de là. Au départ et à l’arrivée, il fait passer la lumière par les encoches d’une roue dentée. Il fait alors tourner cette roue de plus en plus vite. Lorsqu’elle atteint la bonne vitesse, la lumière se trouve bloquée à son retour, l’encoche empruntée à l’aller ayant été remplacée par la dent voisine.
DYS

Fizeau mesure la vitesse de la lumière

En 1849, on sait depuis bientôt deux siècles que la vitesse de la lumière n’est pas infinie, mais on échoue à la mesurer avec précision. Pour tenter de la déterminer, le jeune Hippolyte Fizeau met au point une méthode innovante, sans recourir à des observations astronomiques.

Question 1

DOCS 1, 2, 3

Énoncé
Pour vérifier que tu as compris l’expérience, tu peux expliquer le trajet suivi par le faisceau lumineux, depuis la source jusqu’à l’œil de Fizeau.

Question 2

DOCS 1, 2, 3

Énoncé
Seras-tu capable de retrouver le calcul qui permet à Fizeau de déterminer que la vitesse de la lumière vaut environ 315 000 km/s ?

Question 3

DOCS 1, 2, 3

Énoncé
Selon toi, quelles peuvent être les sources d’imprécision dans cette expérience ?

Question 4

DOCS 1, 2, 3

Énoncé
Un physicien contemporain de Fizeau proposa une autre méthode pour mesurer la vitesse de la lumière : son ami Léon Foucault. Tu peux chercher sur internet quel est le principe de sa méthode.
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