Le principe de l’expérience présentée dans le cadre de « c » à Paris est le suivant : la lumière d’un faisceau parallèle effectue un aller et retour entre deux stations distantes de quelques kilomètres, l’une à l’Observatoire, l’autre à Montmartre. Dans la première station, il y a un émetteur et un récepteur de lumière. Dans la seconde simplement un miroir de renvoi. Au niveau de la station émettrice (à l'Observatoire) un système d’occultation périodique ("la porte d'entrée") du faisceau ouvre ou bloque son trajet aller-retour.
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Principe de la mesure de la vitesse de la lumière par la méthode de Fizeau. © Nadia Belabas |
La mesure repose sur le contrôle du temps d’ouverture de ce système-porte ; en effet, si celui-ci est suffisamment long, la lumière a le temps de faire l’aller-retour entre les deux stations avant que son chemin ne soit fermé (figure a, ci-dessous) : elle est donc détectée à la station émettrice.
© Nadia Belabas
En diminuant progressivement ce temps d’ouverture, on peut alors trouver le temps limite pour lequel la lumière voit son trajet bloqué en revenant à la station émettrice (figure b : elle n’est alors plus détectée). Ce temps est le temps de parcours aller-retour de la lumière, et la connaissance de la distance entre les deux stations nous permet de déduire la vitesse de la lumière.