v est la vitesse moyenne exprimée en m/s, d est la distance exprimée en m, parcourue pendant la durée t exprimée en s. La distance parcourue est proportionnelle à la durée de propagation, on écrit : d = v × t. v = \frac{d}{t}
La valeur exacte de la vitesse de la lumière a été fixée en 1983 par le Bureau des poids et des mesures à : c = 299 792 458 m/s ou c = 2,99792458 x 10 8 m/s, en utilisant les unités du système international.
En supposant constante la célérité v d'une onde dans un milieu de propagation, la distance d parcourue par l'onde est proportionnelle à la durée Δt du parcours : d = v × Δt.
Connaissant ce temps, il peut calculer la vitesse de la lumière, en divisant la distance par le temps. Il accumula le résultat de 28 observations et obtint une moyenne de « 70 948 lieues de 25 au degré », soit 315 300 kilomètres par seconde.
Convertir la durée en secondes
On va utiliser la relation mathématique d'=v×t. Dans cette relation, la vitesse est exprimée en mètres par seconde (m/s), il faut donc que la durée soit exprimée en secondes. Ici t=47 ms=0,047s.
Voici tout d'abord des chiffres importants : Vitesse du son à 20 oC : 343 m/s. Vitesse de la lumière dans le vide : 300 000 000 m/s (299 297 456,2 km/s)
Car nous savons aujourd'hui que dans le vide, la vitesse de la lumière est de l'ordre de 300.000.000 mètres par seconde et plus précisément, comme définie en 1983 par le Bureau international des poids et mesures, de 299.792.458 mètres par seconde.
Pour calculer le temps mis par la lumière pour parcourir la distance Soleil-Terre, il te faut utiliser la formule: v = d/t où d est la distance du Soleil à la Terre, v est la vitesse de la lumière et t le temps mis par la lumière pour parcourir cette distance. Tu vas obtenir une réponse en secondes.
En effet, c'est l'astronome danois Ole Roemer, venu à Paris en 1672 avec l'abbé Picard, qui est crédité de la découverte de la vitesse de la lumière.
A l'époque Römer trouva c = 2120000 km/s au lieu de 300000 km/s soit une erreur de 29% ce qui était déjà très bon , compte tenu de l'imprécision à l'époque sur le rayon R. L'idée d'une vitesse finie pour la lumière était définitivement acquise. L'expérience de Fizeau en 1849.
La vitesse de la lumière dans le vide ou dans l'air est v(lumieˋre)=3,00.108 m.s−1. La vitesse de propagation du son dans l'air est v(son)=3,40.102 m.s−1. Quel est le rapport r entre les deux vitesses permettant de déterminer combien de fois la vitesse de la lumière est plus rapide que la vitesse du son ?
Le 23 juillet 1849, Fizeau informa l'Académie des sciences, qu'après une série de 28 mesures, il avait obtenu la valeur de 315300 km/s pour la vitesse de la lumière dans l'air.
Cette propriété de la lumière permet d'effectuer des mesures dans l'espace : pour déterminer la célérité (vitesse) de la lumière, il faut mesurer la durée de propagation de l'onde sur une certaine distance et appliquer la relation, v = d/t.
En utilisant les unités correctes, la formule t = d / v permet de trouver le temps que met la lumière pour parcourir la distance Soleil-Terre.
Si l'unité de la vitesse est m/s, la valeur d'une vitesse est égale à la distance (exprimée en mètres) parcourue en une seconde. Comme on ne peut pas mesurer la distance parcourue en une seconde, on va mesurer le temps mis par l'élève pour parcourir la distance de 400 m, que l'on doit repérer sur le terrain.
On considère le bloc de plexiglas utilisé en travaux pratiques, dont l'indice de réfraction est n = 1 , 51 . La connaissance de l'indice de réfraction permet de connaître la vitesse de propagation de la lumière dans ce milieu en utilisant la définition de l'indice de réfraction n = c v . On peut donc écrire : v = c n .
E=mc² : qu'est-ce que c'est ? La relation E=mc2 exprime l'équivalence entre la masse et l'énergie. Si on multiplie la masse m d'un corps par la constante physique c (qui représente par ailleurs la vitesse de la lumièrevitesse de la lumière dans le vide) au carré, alors on obtient une énergie.
On exploite alors la formule où la célérité est égale à la distance à l'épicentre divisée par la durée de propagation jusqu'à la détection. Le retard d'une onde entre deux points M1M2 est égal à la durée mise par une onde pour parcourir la distance entre les deux points M1 et M2.
La lumière peut se propager dans le vide. Elle se propage également dans certains matériaux (l'air, le verre, l'eau, quelques plastiques et les pierres précieuses). Si ce milieu est homogène, la lumière se propage en ligne droite. On parle de propagation rectiligne.
Pour que la vitesse soit calculée en m.s-1, on convertit : La distance parcourue doit être convertie en mètres (m) : d = 3 km =3 \times 10^{3} m. La durée écoulée doit être convertie en secondes (s) : \Delta t = 10 µs =10 \times 10^{-6} s.
On a vm = (c / n*) où n* est l'indice du milieu dans lequel elle réfracte.
Comme la vitesse est égale à la distance divisée par le temps, pour déterminer un temps, il suffit de diviser la distance parcourue par la vitesse. Par exemple, si John a roulé à la vitesse de 45 km par heure et parcouru 225 km en tout, il a roulé pendant 225/45 = 5 heures au total.
Étant donné que la lumière se déplace dans le vide à la vitesse d'environ 300 000 km/s, une année-lumière (de symbole al) vaut environ 9,461×1012 km, soit environ 10 000 milliards de km. Cette unité est ainsi utilisée pour mesurer de très grandes distances dans l'Univers, supérieures à celles du Système solaire.
Nos connaissances actuelles ne permettent à aucun objet de se déplacer plus vite que 300 000 kilomètres par seconde. « Pour pouvoir atteindre cette vitesse ultime, une particule massive doit, si on suit la relativité générale, recevoir une quantité d'énergie infinie.