Espace, Temps, Mouvement, Espace-Temps

Transcription

1 Espace, Temps, Mouvement, Espace-Temps

2 Plan

3 Plan Mesurer l espace - les invariants de longueur

4 Plan Mesurer l espace - les invariants de longueur Mesurer le temps - les invariants de durée

5 Plan Mesurer l espace - les invariants de longueur Mesurer le temps - les invariants de durée Mesurer du mouvement - les invariants de vitesse

6 Plan Mesurer l espace - les invariants de longueur Mesurer le temps - les invariants de durée Mesurer du mouvement - les invariants de vitesse La relativité - l invariance de c

7 Mesurer l espace

8 Mesurer l espace la longueur de la règle ne change pas (?)

9 Mesurer l espace la longueur de la règle ne change pas (?) on peut additionner des espaces

10 Mesurer l espace plus loin

11 Mesurer l espace plus loin la longueur apparente de la règle varie

12 Mesurer l espace plus loin la longueur apparente de la règle varie on interprète correctement l additivité de l espace

13 Construire des repères spatiaux

14 Construire des repères spatiaux pour mesurer on doit établir une coïncidence entre la longueur étalon et l espace

15 Construire des repères spatiaux pour mesurer on doit établir une coïncidence entre la longueur étalon et l espace la longueur étalon ne varie pas par principe

16 Mesure du temps

17 Mesure du temps durée déterminée par quelque chose qui a toujours la même durée

18 Mesure un temps plus long

19 Mesure un temps plus long deux périodes du pendules correspondent à deux fois plus de durée : additivité

20 Deux périodes sont égales

21 Deux périodes sont égales hypothèse d invariance d une période de pendule (Galilée)

22 Pour le temps, il n y a qu un seul repère à la fois

23 Pour le temps, il n y a qu un seul repère à la fois la seule coïncidence entre le temps et l instrument de mesure se produit dans le présent

24 Pour le temps, il n y a qu un seul repère à la fois la seule coïncidence entre le temps et l instrument de mesure se produit dans le présent la durée complète n est qu une représentation dans notre mémoire

25 Pour le temps, il n y a qu un seul repère à la fois la seule coïncidence entre le temps et l instrument de mesure se produit dans le présent la durée complète n est qu une représentation dans notre mémoire cette représentation est spatiale, et en fait on compte de l espace (Bergson)

26 Le mouvement

27 Le mouvement impression de mouvement sans mouvement réel

28 Le mouvement

29 Le mouvement mouvement réel sans impression de mouvement

30 Le mouvement est une illusion?

31 Le mouvement est une illusion? on décompose un mouvement en coïncidences précises entre l espace et le temps : mouvement impossible (Zénon)

32 Le mouvement existe néanmoins?

33 Le mouvement existe néanmoins? le mouvement est devenu un principe : le principe d inertie (Galilée)

34 Le temps et l espace en mouvement

35 Le temps sur un bateau

36 Le temps sur un bateau on peut embarquer un dispositif périodique, comme un pendule, sur un bateau par exemple

37 Le temps sur un bateau on peut embarquer un dispositif périodique, comme un pendule, sur un bateau par exemple la période sera-t-elle la même?

38 Principe de relativité Galiléenne

39 Principe de relativité Galiléenne les lois de la physiques sont les mêmes dans deux référentiels en mouvement rectiligne uniforme l un par rapport à l autre (Galiléen).

40 Relativité du mouvement

41 Relativité du mouvement

42 Loi de composition des vitesses

43 Loi de composition des vitesses v(hors-bord/port) = v(hors-bord/chalutier) + v(chalutier/port)

44 Électromagnétisme

45 Relativité de l électromagnétisme?

46 Équations de Maxwell

47 Équations de Maxwell description mathématique élégante du phénomène de l électromagnétisme (Maxwell 1865)

48 Relativité de l électromagnétisme!

49 Relativité de l électromagnétisme! équations de Maxwell sont certainement autant valables dans deux référentiels en mouvement rectiligne uniforme l un par rapport à l autre (Einstein)

50 Lumière

51 Lumière la lumière est une onde électromagnétique parmi d autres

52 Composition des vitesses pour la lumière

53 Composition des vitesses pour la lumière vitesse c 0 par rapport au quai et c 0 par rapport au bateau

54 Composition des vitesses pour la lumière vitesse c 0 par rapport au quai et c 0 par rapport au bateau c(lumiere/quai) = c(lumiere/bateau)

55 Conséquences pour la mesure du temps

56 Conséquences pour la mesure du temps t b = 2e c 0

57 Conséquences pour la mesure du temps

58 Conséquences pour la mesure du temps t q = 2 e 2 + (v t q /2) 2 c 0

59 Conséquences pour la mesure du temps t q = 2 e 2 + (v t q /2) 2 c 0 t q = 2e c 20 v2 = γ t b

60 Dilatation du temps γ = 1 1 v2 c 2 0

61 Mesure du temps Si on part du principe que c est la vitesse de la lumière qui est invariante, alors le temps devient relatif, c est à dire qu il dépend du référentiel.