L'expérience de Fizeau
1849 : 315 300 km/s
"Un des plus beaux problèmes de la physique ..."
La lumière au temps du roi soleil
La triangulation et les mesures de distance
La vitesse de la lumière et les mesures modernes de distance
C’est à Suresnes, dans un belvédère surmontant la maison familiale, que Fizeau mit en place son expérience de mesure de la vitesse de la lumière, probablement à l’instigation de François Arago.
A Suresnes, un faisceau de lumière, provenant d’un morceau de craie chauffé à haute température par un chalumeau oxhydrique (limelight), pénétrait latéralement dans le tube d’une lunette et y était réfléchi vers Montmartre par une lame de verre semi-réfléchissante inclinée à 45 degrés. La lumière était focalisée sur la couronne d’une roue portant 720 dents au moyen d’une lentille puis reprise par une lunette collimatrice.
A Montmartre, une autre lunette munie d'un miroir renvoyait la lumière vers Suresnes. La distance entre les deux lieux, mesurée par triangulation, était de 8633 mètres. La roue dentée tournant à vitesse variable, le faisceau était « haché » en impulsions périodiques. Pendant le trajet aller-retour de la lumière entre les deux stations, la roue avait tourné. Si sa vitesse était faible, le faisceau, qui à l’aller passait entre deux dents, y passait encore au retour, et Fizeau voyait de la lumière dans l’oculaire (à gauche sur la figure ci-dessous).
Ce que Fizeau voyait dans son oculaire d’après l’Astronomie populaire de François Arago. © Bibliothèque de l’Observatoire de Paris |
En augmentant la vitesse progressivement, le bord d’une dent commençait à s’interposer sur le trajet retour du faisceau et la lumière s’affaiblissait (au milieu sur la figure), puis s’éteignait lorsque la dent interceptait totalement le faisceau (à droite sur la figure). En augmentant encore la vitesse, la lumière passait entre les deux dents.