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3.1. Principe de relativité restreinte
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(a)
(b)
Figure 3.1 - Horloge constituée de deux miroirs M 1 et M 2 se faisant face et émettant
ses «tic-tacs» sous la forme de brèves impulsions lumineuses régulièrement espacées.
a) L'horloge est au repos par rapport à l'observateur. b) L'horloge est en mouvement par
rapport à l'observateur.
Que se passe-t-il si l'horloge (H) est animée d'un mouvement uniforme de vitesse V perpendiculaire à son axe par rapport au référentiel galiléen
obliques à cause du phénomène d'aberration (figure 3.lb). La distance parcourue par
la lumière entre deux réflexions sur les miroirs M 1 et M2 vaut maintenant une valeur
t' qui est donc plus grande que e. Mais le principe de relativité restreinte impose que
la vitesse de la lumière est la même dans les référentiels
Les impulsions qui sortent du laser sont donc séparées dans le référentiel
temps t' = 2t' /c > t. La même horloge ne bat pas au même rythme, et donc n'indique pas la même heure, selon qu'on observe les impulsions qu'elle émet dans
dans t, il y a ralentissement de l' horloge lorsqu'elle est en mouvement, et donc « dilatation du temps » défini par une horloge se déplaçant par rapport
au temps défini par une horloge immobile.
Il faut donc admettre que le temps n'est pas absolu mais dépend du réjërentiel
dans lequel on se place. Il en résulte qu 'on doit modifier l'expression 1.6 de la transformation des coordonnées, c'est-à-dire les transformations de Galilée, puisqu'elles
comportent la relation t' = t.
On pourrait objecter que le raisonnement précédent ne s' applique qu' à l' horloge
laser H 1 , et pas à une horloge H 2 fonctionnant différemment et qui donnerait un temps
indépendant du référentiel. Mais alors, en comparant dans un référentiel donné les
temps donnés par H 1 et H 2 , donc par une mesure interne, on pourrait en déduire la
vitesse relative des deux référentiels, ce qui est contraire au principe de relativité.
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ses «tic-tacs» sous la forme de brèves impulsions lumineuses régulièrement espacées.
a) L'horloge est au repos par rapport à l'observateur. b) L'horloge est en mouvement par
rapport à l'observateur.
Que se passe-t-il si l'horloge (H) est animée d'un mouvement uniforme de vitesse V perpendiculaire à son axe par rapport au référentiel galiléen
la lumière entre deux réflexions sur les miroirs M 1 et M2 vaut maintenant une valeur
t' qui est donc plus grande que e. Mais le principe de relativité restreinte impose que
la vitesse de la lumière est la même dans les référentiels
au temps défini par une horloge immobile.
Il faut donc admettre que le temps n'est pas absolu mais dépend du réjërentiel
dans lequel on se place. Il en résulte qu 'on doit modifier l'expression 1.6 de la transformation des coordonnées, c'est-à-dire les transformations de Galilée, puisqu'elles
comportent la relation t' = t.
On pourrait objecter que le raisonnement précédent ne s' applique qu' à l' horloge
laser H 1 , et pas à une horloge H 2 fonctionnant différemment et qui donnerait un temps
indépendant du référentiel. Mais alors, en comparant dans un référentiel donné les
temps donnés par H 1 et H 2 , donc par une mesure interne, on pourrait en déduire la
vitesse relative des deux référentiels, ce qui est contraire au principe de relativité.
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