Comment mesurer la vitesse de la lumière dans un dispositif de 4m de diamètre ?

Dans le texte BibNum de Foucault (1819-1868) que nous venons de publier (en fait sa thèse de 1853), j’ai été notamment intéressé par le miroir tournant. Il est conçu pour Foucault par le physicien-horloger Louis Breguet, et est capable de tourner jusqu’à 800 tours/s. Ce Louis Breguet (1804-1883) est le grand-père de l’avionneur Louis Breguet (1880-1955) – voir descendance LB sur Wikipedia.



Ce miroir de précision qui tourne à grande vitesse permet, grâce au dispositif imaginé par Foucault, de  » démultiplier  » la distance l = 4m existant entre un autre miroir et celui-ci. Le temps mis par la lumière pour franchir cette distance n’est pas mesurable ; en revanche le décalage de la mire obtenu par ce dispositif vaut d = 8πlnr/c, où n est le nombre de tours (500 trs/s), r = 3 m est la distance entre la mire et un objectif, est tout à fait mesurable : d= 0,5 mm. C’est en ce sens que le dispositif, qui est tel que d est proportionnel à n × l , démultiplie la distance l et permet la mesure de la vitesse de la lumière dans un appareil de 4 m de diamètre… Ingénieux, non ? Ce Foucault, en plus de son pendule et de son gyroscope, un sacré inventeur !  

Sur l’image, le miroir tournant est tout petit, juste au centre. (image Observatoire de Paris, site http://www.foucault.science.gouv.fr/)

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