III. L’année lumière

1. Principe de propagation

II. L’année lumière

1. Principe de propagation

mathématicien grec (625 à 546 av. J.C.)

Thalès :

2. Vitesse de propagation de la lumière

La vitesse de la lumière dans le vide (ou célérité noté c) est une constante universelle :

c = 299 792 458 m / s soit c ≈ 3,0.108 m / s

a. La valeur

Remarque que vaut la vitesse du son ?

• Santorin…

Astronome danois (Arhus, 1644 - Copenhague, 1710)

LA VITESSE DE PROPAGATION DE LA LUMIERE (Olaüs ROMER EN 1676) VOIR AUTRE PPT

Léon Foucault

1819-1868 ω

a

w =

l 2 c

Les distances astronomiques étant considérables, les unités de mesure utilisées sur la Terre sont

inadaptées. On utilise donc l’année de lumière (a.l).

b. l’année lumière, une distance pratique

Une année lumière est la distance parcourue

par la lumière (dans le vide) pendant une

année.

1 a.l = 9,5 . 1012 km= 9500 milliards de km

Valeur de l’année de lumière

On connait la formule v = d/Δt donc d = v x Δt ;

ici, v = c = 3,0.108 m.s-1 ; Δt = 1 an = 365,25 x 24 x 3600 s et d = 1 a.ℓ.

1 a.ℓ. = c Δt = 3,0.108 x 365,25 x 24 x 3600

≈ 9,5.1015 m

Exemples de longueurs :

a. Une comète peut s’éloigner de plus de

1 a.l du soleil. b. La distance de notre soleil à l’étoile la plus

proche est de 4 a.l

c. La taille (diamètre) de notre galaxie est

de 100 000 a.l d. La distance de notre soleil à la galaxie

la plus proche est de 2 millions d’a.l

Des ordres de grandeur de longueurs:

La distance terre-soleil est tellement grande, qu’il a fallu définir d’autres unités que le Kilomètre pour décrire l’univers :

• Pour tout ce qui se passe à l’intérieur du système solaire, on utilise l’unité astronomique :

1 u.a = distance terre-soleil = 150 millions de Km

L’image du ciel que nous avons depuis la Terre ne

correspond pas à la réalité actuelle

mais à une réalité d’autant plus ancienne que les

objets que nous regardons sont plus éloignés.

Plus les objets que l’on observe dans l’univers sont

éloignés,

3. Que voit-on quand on regarde une étoile

Plus les objets que l’on observe dans l’univers sont

éloignés,

, plus la lumière qui en vient, met du temps à nous parvenir.

Nous voyons l’objet tel qu’il était quand il a émis la lumière , nous voyons le passé de l’objet.

VOIR ANIMATION

Répondre à la question que se pose cet extra-terrestre sachant que l’on faisait du feu avec les pierres il y a 500000 ans et que la lumière a une vitesse

c = 3 x 108 m.s-1.

Exercice d’application :

L’étoile polaire est située à 4,08.1015 km.

1. Exprimer en a.ℓ., cette distance.

2. Combien d’années met la lumière de l’étoile polaire pour arriver jusqu’à nous.

3. Conclure.