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Chapitre 2 • Lumière classique et changement de référentiel galiléen
28
L'encart 2.3 décrit brièvement deux de ces expériences.
E CART 2.3 Mesures récentes de l'anisotropie de la vitesse de la
lumière
1. Décrivons d'abord l' expérience réalisée en 1979 par A. Brillet et J. Hall
(Physical Review Letters vol 42 , p. 549), une des premières à utiliser un
laser pour ce type de mesure.
Un laser est constitué par une« cavité Fabry-Perot »,c'est-à-dire par deux
miroirs distants de Let se faisant exactement face, à l'intérieur de laquelle
on a disposé un dispositif amplificateur de lumière. Comme pour le son
émis par un tuyau d'orgue ou une corde de guitare, l'onde lumineuse émise
par le laser est une onde résonnante pour la cavité Fabry-Perot : elle se
renforce à chaque aller-retour, parce qu'elle se retrouve en phase avec
elle-même lorsqu'elle a effectué un aller-retour entre les deux miroirs . Cela
implique que le temps de son aller-retour dans la cavité est un multiple de
la période T = l /v d' oscillation de l'onde :
2L/c = pT = p/v
(2.29)
où p est un entier et L la distance entre les miroirs. La fréquence de la
lumière émise par un laser dépend donc de la vitesse de la lumière dans le
référentiel où le laser est au repos.
L'e xpérience de Brillet et Hall a consisté à comparer les fréquence s émises
par deux las ers de même longueur, l'un fixe et l'autre pouvant tourner
dans un plan horizontal (figure 2.7). L'éventuelle variation de la vitesse
de la lumière en fonction de la direction, t.,.c, c' est-à-dire son anisotropie,
induit une différence entre les fréquence s de s deux lasers, que l'on peut
détecter avec une sensibilité extrême en mesurant le battement entre les
deux onde s. De s mesures répétée s de la fréquence de ce battement aboutirent à une détermination de la variation de la vitesse de la lumière telle
que: t.,.c/c = (1,5 ± 2,5) x l 015 donc compatible avec zéro avec une précision
relative de 1015 , ce qui constituait un test de lisotropie de c 4 000 fois
plus précis que les mesures précédentes
Figure 2.7 - Schéma du dispositif expérimental de comparaison des
fréquences d'un laser fixe et d'un laser tournant.
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Chapitre 2 • Lumière classique et changement de référentiel galiléen
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L'encart 2.3 décrit brièvement deux de ces expériences.
E CART 2.3 Mesures récentes de l'anisotropie de la vitesse de la
lumière
1. Décrivons d'abord l' expérience réalisée en 1979 par A. Brillet et J. Hall
(Physical Review Letters vol 42 , p. 549), une des premières à utiliser un
laser pour ce type de mesure.
Un laser est constitué par une« cavité Fabry-Perot »,c'est-à-dire par deux
miroirs distants de Let se faisant exactement face, à l'intérieur de laquelle
on a disposé un dispositif amplificateur de lumière. Comme pour le son
émis par un tuyau d'orgue ou une corde de guitare, l'onde lumineuse émise
par le laser est une onde résonnante pour la cavité Fabry-Perot : elle se
renforce à chaque aller-retour, parce qu'elle se retrouve en phase avec
elle-même lorsqu'elle a effectué un aller-retour entre les deux miroirs . Cela
implique que le temps de son aller-retour dans la cavité est un multiple de
la période T = l /v d' oscillation de l'onde :
2L/c = pT = p/v
(2.29)
où p est un entier et L la distance entre les miroirs. La fréquence de la
lumière émise par un laser dépend donc de la vitesse de la lumière dans le
référentiel où le laser est au repos.
L'e xpérience de Brillet et Hall a consisté à comparer les fréquence s émises
par deux las ers de même longueur, l'un fixe et l'autre pouvant tourner
dans un plan horizontal (figure 2.7). L'éventuelle variation de la vitesse
de la lumière en fonction de la direction, t.,.c, c' est-à-dire son anisotropie,
induit une différence entre les fréquence s de s deux lasers, que l'on peut
détecter avec une sensibilité extrême en mesurant le battement entre les
deux onde s. De s mesures répétée s de la fréquence de ce battement aboutirent à une détermination de la variation de la vitesse de la lumière telle
que: t.,.c/c = (1,5 ± 2,5) x l 015 donc compatible avec zéro avec une précision
relative de 1015 , ce qui constituait un test de lisotropie de c 4 000 fois
plus précis que les mesures précédentes
Figure 2.7 - Schéma du dispositif expérimental de comparaison des
fréquences d'un laser fixe et d'un laser tournant.