Temps Et Relativité Restreinte

Temps et relativité restreinte

Postulat de la relativité restreinte

Insuffisance de la mécanique classique

Selon les lois de la mécanique classique (Galilée et Newton), si on considère deux objets A et B, de vitesse V ⃑A et V ⃑B, dans un référentiel donné alors :

- par rapport à A, l’objet B se déplace à la vitesse V ⃑B - V ⃑A

- par rapport à B, l’objet A se déplace à la vitesse V ⃑A - V ⃑B

Cette loi de composition des vitesses est aussi valable pour les ondes mécaniques.

Historique :

- On a pensé que la lumière se propageait dans un milieu appelé éther. Dans ce milieu, la vitesse de la lumière devait être constante.

- L’expérience de Michelson et Morlay n’a pas permis de mettre en évidence ce milieu.

- En 1905, Einstein propose d’abandonner l’idée d’éther et publie sa théorie de la relativité restreinte.

Postulat de la relativité restreinte

En 1905, Einstein postule que la vitesse de la lumière dans le vide prends une valeur constante, identique dans tous les référentiel galiléens. Elle ne dépend pas du déplacement de la source ni de celui de l’observateur.

c = 3,00.108

C’est une des constantes fondamentales de la physique.

Conséquences :

- C’est une vitesse limite.

- Aucun signal transportant de l’information, ni aucune particule ne peut dépasser cette vitesse.

- Seules les particules sans masses peuvent l’atteindre (photons).

Remarque : Cette théorie ne traite pas les cas où la gravitation est présente. Pour ces cas, on utilise la théorie de la relativité générale.

Relativité du temps

Caractère relatif du temps

En mécanique classique, le temps est une grandeur absolue. Il s’écoule de la même façon pour tous les observateurs, en mouvement ou immobile, dans n’importe quel référentiel.

En relativité, le temps dépend du référentiel dans lequel se trouve l’observateur. On définit un événement : un fait se produisant en un point de l’espace à un instant donné. Dans un référentiel donné, un événement pourra être caractérisé par ses coordonnées (x ; y ; z ; t).

En relativité, la durée séparant 2 événements dépends du référentiel.

Expérience : dans le référentiel d’un wagon, la durée d’un aller-retour △twagon = d/c = 2h/c

Dans le référentiel du quai, la durée de l’aller-retour △tgare = (AM+MA')/c

AM+ MA’ > 2h

(AM+MA')/c

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