L’expérience de Michelson et MorleyL’expérience de Michelson et Morley Jusqu’à la fin du XIXème siècle, la lumière était supposée se propager dans un milieu appelé éther, par analogie avec les ondes mécaniques qui font vibrer un milieu matériel à leur passage.
La célérité de la lumière dans le référentiel terrestre devait donc être différente de sa célérité dans le référentiel de l’éther.
Pour vérifier cela, les physiciens américains Albert Michelson (1852-1931) et Edward Morley
(1838-1923) …afficher plus de contenu…

L’interféromètre de Michelson est constitué d’une lame semi-réfléchissante séparant un faisceau lumineux en deux, et de deux miroirs M1 et M2 placés à égale distance L de la lame. Les deux faisceaux réfléchis sont recombinés par la lame semi-réfléchissante et leur figure d’interférence est observée sur un écran.

En supposant l’interféromètre en mouvement à la vitesse v constante dans le référentiel de l’éther, la lumière parcourt, sur un trajet (en vert), la distance L1 et sur l’autre (en rouge) la distance L2.

Pour le trajet en vert, perpendiculaire au déplacement, le théorème de Pythagore donne
1
2
2
1
L
L v c

 
  
 
Le trajet rouge est couvert sur la durée
2
L L t c v c v
  
 …afficher plus de contenu…

Sachant que la distance moyenne Terre-Soleil est de 150 millions de kilomètres, estimer la vitesse v de la Terre par rapport à l’éther.
2. Quelle serait la différence de marche au centre de l’écran (correspondant aux rayons en incidence normale sur les miroirs) si l’interféromètre était immobile dans le référentiel de l’éther ? L e centre de l’écran serait-il sombre ou lumineux ?
3. Répondre aux mêmes questions en considérant cette fois la différence de marche  = L2 –
L1. L’intensité lumineuse au centre de l’écran est-elle maximale ? L’expérience de Michelson et Morley, réalisée en 1881 et 1887, reproduite de nombreuses fois depuis, n’a jamais montré de différence dans la figure d’interférences entre les deux situations.
Ceci permet d’émettre plusieurs