TD 9 - lpthe

TD9
INTERFÉROMÈTRES, LA QUÊTE DE LA PRÉCISION
En quête de précision
 Les interféromètres font partis des outils de mesure les
plus précis que la science peut fournir (particulièrement vrai
pour des mesures de distance).
 Précision théorique de l’ordre de la longueur d’onde ( dans
le visible env. 0.5 µm).
Le Michelson a été inventé pour une mesure très précise !
Expérience de Michelson-Morley
 Concept d’éther. L’idée que la
lumière ne se déplace pas de le vide
mais dans un milieu.
A l’époque la notion de « photon »
n’est pas connue. On compare donc la
lumière au son -> il lui faut donc un
milieu matériel pour se propager
Expérience de Michelson-Morley
 Idée :
 Si l’éther existe, alors la terre
lorsqu’elle tourne autour du
soleil doit avoir une vitesse v
par rapport à l’éther.
La lumière se propage donc à
la vitesse c+v dans un sens et
c-v dans l’autre !
On règle un Michelson à la
teinte plate
v
Expérience de Michelson-Morley
 Au total :
 Le temps de trajet n’est pas le
v
même dans les deux branches !
 Soit en différence de marche
D
Expérience de Michelson-Morley
 A.A. Michelson a donc construit un Michelson de 10 mètres,
l’a réglé à la teinte plate et attendu 6 mois que la terre tourne
dans le sens inverse.
On s’attend alors à partir des calculs précédents au défilement
d’un anneau d’interférence !
 Le résultat négatif lui vaut un prix Nobel -> l’éther n’existe pas !
 A noter qu’il était persuadé du contraire et a dû refaire deux
fois l’expérience pour se convaincre !
Maintenant en pratique …
 Quand on a besoin d’un interféromètre on utilise plutôt
un Fabry-Pérot ( réglages plus faciles, plus petit et plus
efficace, mieux quoi…)
Les interféromètres sont toujours utilisés
en recherche !
 Expérience VIRGO et LIGO -> Michelson +++
 Détection d’onde gravitationnelle, (en fait ça ressemble
beaucoup au champ électrique/magnétique !)
Les interféromètres sont toujours utilisés
en recherche !
 Longueur effective -> 100 km !
Et ça marche !
Le 14 septembre 2015 à
11 h 51, détection d’une
fusion de trous noirs
 Distance 1.3
milliard d'années, masses
d'environ 29 et 36 fois celle
du Soleil.
Equivalent de 3 fois l’énergie
totale de soleil converti en
ondes gravitationnelles.