Fiche de révision

1) Donner une valeur approchée de la vitesse de la lumière. 300 000 km/s  

2) Relever les durées de propagation citées dans les trois exemples du film et compléter la colonne grisée (2ème colonne).

TRAJET

DURÉE DE PROPAGATION (Δt)

DURÉE DE PROPAGATION (Δt) EN SECONDE

ÉCRITURE SCIENTIFIQUE DE LA DURÉE DE PROPAGATION Δt EN s

DISTANCE d PARCOURUE CALCULÉE EN m

ORDRE DE GRANDEUR DE LA DISTANCE PARCOURUE (d) EN m

Soleil- Terre

8min 13 s 493 4,93.102 1,479.1011 1011

Etoile Proxima de Centaure –Terre  

4 ans

1,262304.108 1,262304.108 3,786912.1013 1016

Ecran TV- œil  

1 milliardième de seconde

0,000000001 1.10-9 0,3 10-1  

3) Convertir les durées en seconde et compléter la 3ème colonne. Montrer les calculs ci-dessous. 8×60 + 13 = 493 s   4 ans = 4×365,25×24×60×60 = 1,262304.108 s  

4) A l’aide de la fiche outil, donner l’écriture scientifique de ces durées dans la 4ème colonne. Montrer la méthode utilisée ci-dessous.  

5) Écrire la formule ou relation littérale liant vitesse, durée et distance. (une formule littérale est une formule avec des lettres ; ici les lettres à utiliser sont v pour la vitesse de la lumière, d et Δt) v = d / Δt.  

6) Rédiger les calculs utiles pour déterminer la distance d parcourue par la lumière dans chaque cas puis compléter la 5ème colonne. d = v × Δt = 300 000 × 493 = 1,479.108 km = 1,479.1011 m  

7) À l’aide de la fiche outil, donner l’ordre de grandeur de ces distances et compléter la dernière colonne. Montrer la méthode.  

8) Pour dresser l’historique de l’évolution des idées concernant la vitesse de la lumière, relever dans le tableau ci-dessous les 7 noms de savants en précisant l’époque. Relier, par un trait, chaque savant à son « idée ».  

 NOM ÉPOQUE IDÉE  

Alhazen

965- 1039

« J’ai l’intuition que la lumière se propage avec une vitesse finie. »  

Copernic

1473- 1543

« Je montre que le Soleil est au centre du système solaire. Les planètes tournent autour de lui. »  

Galilée

1564- 1642

« J’ai essayé de calculer la vitesse de la lumière grâce à une mesure de durée entre deux collines. J’observe les satellites de Jupiter grâce à ma lunette astronomique.»  

Johannes Képler

1571- 1630

« J’établis des lois relatives à la révolution des planètes autour du Soleil. On peut prévoir, grâce à mes modèles, les positions des planètes à chaque instant. »  

Jean – Dominique Cassini

1625- 1712

« J’écris des tables avec les horaires des éclipses de Io, satellite de Jupiter »  

Olaüs Roemer

1644- 1710

« À partir des tables de Cassini, je propose une première valeur de la vitesse de la lumière. »  

James Bradley

1693- 1762

«Je montre que les travaux de Roemer sont corrects et j’estime la vitesse de la lumière proche de 300 000 km/s. »  

9) Expliquer pourquoi Galilée ne parvient pas à mesurer la durée Δt de l’aller-retour de la lumière entre les deux collines. Justifier par un calcul.  d = 2×1800 = 3600 m  ↔ 3600/299792458 = durée = 3600 ÷ 300 000 000 = 1,5.10-5 s = 0,015 m/s Aucune horloge à l’époque ne pouvait mesurer une durée aussi faible (une horloge atomique a une précision d’environ 5 picosecondes 5.10-12s).  

...