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...@@ -41,6 +41,9 @@ $`\def\PSclosed{\mathscr{S}_{\displaystyle\tiny\bigcirc}}`$ ...@@ -41,6 +41,9 @@ $`\def\PSclosed{\mathscr{S}_{\displaystyle\tiny\bigcirc}}`$
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En cours de rédaction, tout un peu dans le désordre et pas le bon chapitrage pour l'instant
### EXPERIENCE FONDAMENTALE : MICHELSON-MORLEY (1887) ### EXPERIENCE FONDAMENTALE : MICHELSON-MORLEY (1887)
### **D'un Univers classique**<br>*à un Univers relativiste* ### **D'un Univers classique**<br>*à un Univers relativiste*
...@@ -143,5 +146,84 @@ Le faisceau incident se scinde en deux faisceaux d'égales intensités, l'un ré ...@@ -143,5 +146,84 @@ Le faisceau incident se scinde en deux faisceaux d'égales intensités, l'un ré
* La faisceau transmis se dirige vers un autre miroir fixe M<sub>2</sub> situé à une même distance d de la séparatrice, mais en direction du faisceau incident. * La faisceau transmis se dirige vers un autre miroir fixe M<sub>2</sub> situé à une même distance d de la séparatrice, mais en direction du faisceau incident.
... ...
## <p style="font-size:85%;text-align: center;">Calculs classiques pour l'expérience de Michelson-Morley</p>
#### Référentiel de l'Interféromètre
Dans le référentiel de l'interféromètre, nous supposons que l'interféromètre est en mouvement avec une vitesse $`V`$ par rapport à l'éther.
##### Trajet des Faisceaux
1. **Faisceau 1 (perpendiculaire à la direction du mouvement) :**
- Aller : Le faisceau se déplace perpendiculairement à la direction du mouvement. La distance parcourue est $`L`$.
- Retour : Le faisceau revient sur la même distance $`L`$.
- Temps total : $`t_1 = \frac{2L}{c}`$
2. **Faisceau 2 (parallèle à la direction du mouvement) :**
- Aller : Le faisceau se déplace dans la direction du mouvement. La vitesse effective du faisceau est $`c - V`$.
- Retour : Le faisceau revient dans la direction opposée. La vitesse effective du faisceau est $`c + V`$.
- Temps total : $`t_2 = \frac{L}{c - V} + \frac{L}{c + V} = \frac{2Lc}{c^2 - V^2}`$
##### Retard entre les Faisceaux
Le retard $`\Delta t`$ entre les deux faisceaux est donné par la différence de temps de trajet :
$`\Delta t = t_2 - t_1 = \frac{2Lc}{c^2 - V^2} - \frac{2L}{c} = \frac{2LV^2}{c(c^2 - V^2)}`$
#### Référentiel de l'Éther
Dans le référentiel de l'éther, nous devons tenir compte de la composition des vitesses.
##### Trajet des Faisceaux
1. **Faisceau 1 (perpendiculaire à la direction du mouvement) :**
- Aller : Le faisceau se déplace perpendiculairement à la direction du mouvement. La distance parcourue est $`L`$.
- Retour : Le faisceau revient sur la même distance $`L`$.
- Temps total : $`t_1 = \frac{2L}{\sqrt{c^2 - V^2}}`$
2. **Faisceau 2 (parallèle à la direction du mouvement) :**
- Aller : Le faisceau se déplace dans la direction du mouvement. La vitesse effective du faisceau est $`c - V`$.
- Retour : Le faisceau revient dans la direction opposée. La vitesse effective du faisceau est $`c + V`$.
- Temps total : $`t_2 = \frac{L}{c - V} + \frac{L}{c + V} = \frac{2Lc}{c^2 - V^2}`$
##### Retard entre les Faisceaux
Le retard $`\Delta t`$ entre les deux faisceaux est donné par la différence de temps de trajet :
$`\Delta t = t_2 - t_1 = \frac{2Lc}{c^2 - V^2} - \frac{2L}{\sqrt{c^2 - V^2}}`$
#### Comparaison des Retards
Pour vérifier si les deux expressions du retard $`\Delta t`$ sont équivalentes, comparons-les :
1. **Expression dans le référentiel de l'interféromètre :**
$`\Delta t = \frac{2LV^2}{c(c^2 - V^2)}`$
2. **Expression dans le référentiel de l'éther :**
$`\Delta t = \frac{2Lc}{c^2 - V^2} - \frac{2L}{\sqrt{c^2 - V^2}}`$
Pour vérifier l'équivalence, simplifions l'expression dans le référentiel de l'éther :
$`\Delta t = \frac{2Lc}{c^2 - V^2} - \frac{2L}{\sqrt{c^2 - V^2}} = \frac{2Lc - 2L\sqrt{c^2 - V^2}}{c^2 - V^2}`$
En multipliant le numérateur et le dénominateur par $`c + \sqrt{c^2 - V^2}`$ :
$`\Delta t = \frac{(2Lc - 2L\sqrt{c^2 - V^2})(c + \sqrt{c^2 - V^2})}{(c^2 - V^2)(c + \sqrt{c^2 - V^2})}`$
Simplifions le numérateur :
$`(2Lc - 2L\sqrt{c^2 - V^2})(c + \sqrt{c^2 - V^2}) = 2Lc^2 + 2Lc\sqrt{c^2 - V^2} - 2Lc\sqrt{c^2 - V^2} - 2L(c^2 - V^2) = 2Lc^2 - 2Lc^2 + 2LV^2 = 2LV^2`$
Le dénominateur devient :
$`(c^2 - V^2)(c + \sqrt{c^2 - V^2}) = (c - V)(c + V)(c + \sqrt{c^2 - V^2}) = (c - V)(c^2 + c\sqrt{c^2 - V^2} + Vc + V\sqrt{c^2 - V^2})`$
Cependant, nous pouvons simplifier directement en remarquant que :
$`\Delta t = \frac{2LV^2}{(c^2 - V^2)(c + \sqrt{c^2 - V^2}) / (c + \sqrt{c^2 - V^2})} = \frac{2LV^2}{c(c^2 - V^2)}`$
Ainsi, les deux expressions du retard $`\Delta t`$ sont bien équivalentes, sans avoir besoin de faire l'approximation $`V \ll c`$. Cela montre que le retard entre les faisceaux est le même dans les deux référentiels, comme attendu en physique classique.
## <p style="font-size:85%;text-align: center;">La réponse de l'univers</p> ## <p style="font-size:85%;text-align: center;">La réponse de l'univers</p>
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