Expérience de Michelson Morley

[Angela86]

Bonjour

Dans l'expérience de Michelson Morley, peut-on dire que la lumière qui parcourt la distance la plus grande a quitté la source lumineuse avant la lumière qui parcourt la distance la plus courte?
(Avant de se retrouver ensembles (au même moment et au même endroit) pour observer leur interférence).

Bonne journée.
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[gts2]

Bonjour,

Pourriez-vous préciser ?
Un Michelson avec deux bras inégaux ?
Dans l'expérience de Michelson-Morley, les deux bras étaient identiques, me semble-t-il.

[Gwinver]

Bonjour.

tout à fait:

https://fr.wikipedia.org/wiki/Expéri...lson_et_Morley

Principe
Cette expérience a été conçue par Michelson pour mesurer la vitesse de la lumière dans son support supposé (l'éther) et en se basant sur la loi classique d'addition des vitesses. Il est apparu que la Terre, sur son orbite avec une vitesse d'environ 30 km/s par rapport au Soleil, était le laboratoire idéal pour déceler une variation de la vitesse de la lumière sur des parcours identiques en longueur mais qui devaient être différents en temps selon qu'ils seraient dans le sens du mouvement ou perpendiculairement au vent d'éther.

[Angela86]

Bonjour

Toujours dans wikipédia: "De plus, l'appareil n'étant pas parfait, on ne peut assurer que la distance entre la lame séparatrice et le miroir soit parfaitement égale dans les deux directions, et de ce fait l'apparition de franges ne permet pas de conclure directement. En revanche, on peut faire la différence entre les franges dues à l'appareil, et celles dues au phénomène qu'on veut mettre en évidence : il suffit pour cela de faire tourner l'appareil d'un quart de tour pour intervertir les deux trajets, et d'observer si les franges se modifient."

Michelson et Morley ne pouvaient pas "construire" deux bras de 10m avec une précision de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde......... L'astuce géniale était donc de regarder l'interférence dans une direction et de faire tourner l'appareil de 90°. Ils ont aussi fait des mesures à plusieurs mois intervalle. L'appareil aurait pu être "au repos" dans l'éther dans leur première mesure.
Leur appareil flottait sur un bain de mercure et c'était donc facile de le faire tourner de 90°.

Je repose donc ma question. "Dans l'expérience de Michelson Morley, peut-on dire que la lumière qui parcourt la distance la plus grande a quitté la source lumineuse avant la lumière qui parcourt la distance la plus courte?"

Bon après midi.

[A voir en vidéo sur Futura]

[gts2]

La réponse est oui , mais comme cela fait la deuxième fois que vous posez la question (la première étant pour Young), je supposer qu'on ne va pas faire le trou de tous les dispositifs interférentiels possibles, et donc quelle est la "vraie" question derrière cette question ?

(Si le chemin est plus long d'après vitesse=distance/durée, la durée est plus grande si la distance est plus grande, donc j'ai du mal à voir le problème "caché" derrière)

[Angela86]

Bonsoir

Voici donc la réflexion qui me turlupine.......

Soit l'interféromètre de Michelson Morley. La source de lumière fonctionne et on observe les interférences.
On éloigne un peu un des miroirs au bout d'un des bras (commençons par un bras....). La distance que doit parcourir la lumière augmente dans ce bras. Et donc la durée qu'elle met dans ce bras là avant de "sortir" de l'interféromètre.
Et donc elle quitte la source un peu plus tôt. Source qui n'a plus la même phase que dans le fonctionnement précédent.
Est-ce que cela ne compense pas exactement l'allongement de la distance et les interférences observées ne varient pas?

Bonne soirée

[oxycryo]

Bonsoir

Voici donc la réflexion qui me turlupine.......

Soit l'interféromètre de Michelson Morley. La source de lumière fonctionne et on observe les interférences.
On éloigne un peu un des miroirs au bout d'un des bras (commençons par un bras....). La distance que doit parcourir la lumière augmente dans ce bras. Et donc la durée qu'elle met dans ce bras là avant de "sortir" de l'interféromètre.
Et donc elle quitte la source un peu plus tôt. Source qui n'a plus la même phase que dans le fonctionnement précédent.
Est-ce que cela ne compense pas exactement l'allongement de la distance et les interférences observées ne varient pas?

Bonne soirée

wep, mais votre questionnement a-t-il vraiment un intérêt dans le cadre de cette expérience, qui si je ne me trompe, fonctionne à égalité de distance pour le parcours des deux faisceaux lumineux, donc n'a pas "au départ" de frange d'interférence... où n'a pas de raison d'en avoir dans son calibrage premier.

par contre en le tournant, l'on modifie l'incidence "supposé" du vent d'éther sur les deux faisceaux... ce conjointement, ce qui si le vent d'ether existe (puisque la terre se déplace à 35000km/h autour du soleil, ne doit pas manquer d'être perceptible par le moyen utilisé... or ce ne fut pas le cas... de là que l'idée d'un éther luminfère fut abandonné... (sans doute un peu vite à mon gout, mais c'est une autre histoire)

donc que viendrait changer votre position sur cette expérience elle-même ? car le calibrage des bras, est le calibrage de bras... et la rotation de l'instrument l'expérience...

[coussin]

Imaginez la source comme émettant une succession de maxima et minima, séparés d'une période.
Si les 2 bras ont la même longueur, un même maximum est séparé entre les 2 bras et se recombine sur l'écran : interférences constructives.
Si un des bras est plus long d'une demi longueur d'onde, ce qui se recombine (arrivent en même temps sur l'écran) est un maximum et le minimum ayant été émis une demi periode plus tôt : interférences destructives.
Si un des bras est plus long d'une longueur d'onde, ce qui se recombine (arrivent en même temps sur l'écran) est un maximum et le maximum ayant été émis une periode plus tôt : de nouveau interférences constructives.

[gts2]

On éloigne un peu un des miroirs au bout d'un des bras (commençons par un bras....). La distance que doit parcourir la lumière augmente dans ce bras. Et donc la durée qu'elle met dans ce bras là avant de "sortir" de l'interféromètre.
Et donc elle quitte la source un peu plus tôt. Source qui n'a plus la même phase que dans le fonctionnement précédent.

C'est le principe de base des interférences, "avec les mains", mais correct. Je suppose que "fonctionnement"="état" ?
Dit autrement ce que vous observez à t c'est ce qui a été émis à t1 et t2, donc dans des états différents.

Est-ce que cela ne compense pas exactement l'allongement de la distance et les interférences observées ne varient pas ?

La différence de phase ne compense pas mais est la conséquence/traduction de l'allongement, comme vous le décrivez précédemment.
Là vous raisonnez plutôt comme : la source émet cos(wt) et dans le premier trajet on observe cos(w(t-d1/c)) et dans le deuxième cos(w(t-d2/c)), c'est en fait la même chose présenté différemment (t1 c'est t-d1/c)

[lafysikCmoi]

Angela86: Est-ce que cela ne compense pas exactement l'allongement de la distance et les interférences observées ne varient pas?

c'est le modèle de Lorentz, les effets en temps et en espace se compensent et donc la vitesse de la lumière est constante dans le référentiel en déplacement, c'est l'hypothèse que l'on retient. Au passage, cela n'implique pas qu'elle est constante en dehors (lorsque l'on reçoit de la lumière émise depuis un autre référentiel), mais elle reste une bonne hypothèse (modèle d'Einstein)

[Angela86]

Bonsoir

Je vais reprendre le texte de Coussin (merci pour la réponse). Et le modifier légèrement (*).
"Si les 2 parcours ont la même longueur, un même maximum est séparé entre les 2 bras et se recombine sur l'écran : interférences constructives.
Si un des parcours est plus long d'une demi longueur d'onde, ce qui se recombine (arrivent en même temps sur l'écran) est un maximum et le minimum ayant été émis une demi periode plus tôt : interférences destructives"
(*): j'ai remplacé bras par parcours; la lumière fait un aller retour dans un bras.......................... ......................

Dans le premier cas (parcours identiques), la lumière qui parcourt un bras met la même durée que la lumière qui parcourt l'autre bras.
Dans le second cas (parcours différents d'une demi longueur d'onde), la lumière qui parcourt la distance la plus grande met plus de temps. La différence ici est : l'inverse de la fréquence divisé par deux.
Pour que les lumières qui parcourent les deux bras se rencontrent au même moment (et au même endroit.....) pour interférer, il faut que la lumière qui parcourt la distance la plus longue quitte la source plus tôt.
Le déphasage de la source n'est-il pas de 180°? Il me semble que oui.

Bonne nuit

[gts2]

Dans le second cas (parcours différents d'une demi longueur d'onde), la lumière qui parcourt la distance la plus grande met plus de temps. La différence ici est : l'inverse de la fréquence divisé par deux.
Le déphasage de la source n'est-il pas de 180°?

C'est bien cela.