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De la mécanique classique à la relativité

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Introduction aux idées qui ont permis à Einstein de proposer la relativité restreinte

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De la mécanique classique à la relativité

  1. 1. Introduction à la relativité restreinteSur les traces dAlbert Einstein...
  2. 2. Les lois de la mécaniques● Sexpriment dans des référentiels galiléens● Sont invariantes par changement de référentiel galiléens
  3. 3. Référentiels en translation rectiligne uniforme Lors dun changement de référentiel : ● Les vitesses se combinent mais ● Les longueurs sont invariantes ● Les forces et les variations de vitesses sont invariantes → lois de la méca invariantes● Il existe une infinité de référentiels galiléens tous en translation rectiligne uniforme les uns par rapport aux autres● Tous ces référentiels sont équivalents
  4. 4. Le sonSe propage à 340 m·s‒1par rapport à lair danslequel il se propage 60 m/s S S 280 m/s 400 m/s 340 m/s S voit le son partir à 340 m/s dans toutes les directions O O voit le son partir à différentes Vitesse selon la direction
  5. 5. La lumiere ? Lélectromagnétisme de MaxwellSupport théorique très robuste pour décrire les phénomènes électromagnétiques
  6. 6. Les ondes électromagnétiques Selon lélectromagnétisme de Maxwell : La lumière est une onde électromagnétique qui se propage à c=299 792 458 m·s‒1 Mais... par rapport à quoi ?
  7. 7. Hyp : la lumière se propage à c par rapport à léther Problème : léther ? Cest quoi ?  est-il emporté par le mouvement ? Hypothèse 1 : oui léther est emportée Hypothèse 2 : non léther nest pas emporté Conséquence : il existe des référentiels  v plus absolus que les autres S c - v c + v v S c c O O voit la lumière partir à différentes vitesse selon la direction O O voit la lumière partir à c dans Se verrait (sur les étoiles doubles par exemple) toutes les directions Non vérifié expérimentalement → mais S voit la lumière frapper un mur avant lautre → S peut savoir quil nest pas dans LE référentiel absolu
  8. 8. On peut le vérifier pour la terreConclusion : la vitesse de la lumière est la même dans toutes les directions→ Oublions léther, la vitesse de la lumière est c
  9. 9. 3 postulats incompatibles● (1) La vitesse de la lumière dans lespace vide  est toujours la même, elle est indépendante du  mouvement de la source ou du récepteur● (2) Les référentiels galiléens sont  rigoureusement identiques on ne peut les  distinguer● (3) Les positions et les vitesses se combinent  de manière classique lors dun changement de  référentiel  Proposition dEinstein : on remet en cause la 3èmeConséquences ?
  10. 10. 3 postulats incompatibles● (1) La vitesse de la lumière dans lespace vide est toujours la même, elle est indépendante du mouvement de la source ou du récepteur● (2) Les référentiels galiléens sont rigoureusement identiques on ne peut les distinguer● (3) Les positions et les vitesses se combinent de manière classique lors dun changement de référentiel Proposition dEinstein : on remet en cause la 3èmeConséquences ?

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