04-La_vitesse_de_la_..

Chapitre IV
Vitesse de la lumière
I. La vitesse de la lumière
Activité 1 p 178
La vitesse de la lumière dépend du milieu dans lequel elle se propage.
Milieu Vitesse approximative de la lumière
Vide ou air 300 000 km/s
Eau 225 000 km/s
Verre 200 000 km/s
II. Distances astronomiques
1. Vive les maths !
a. Vitesses
v=d
t
v en m/s
d en m
t en s
b. Puissances de 10
10 000=104
1 000=103
100=102
10=101
1=100
0,1=10−1
0,01=10−2
0,001=10−3
0,000 1=10−4
c. Notation scientifique
Tout nombre peut s'écrire de la forme :
a×10 p
où a est un nombre décimal qui a un chiffre non
nul à gauche de la virgule
123=1,23×102
0,00123=1,23×10−3
d. Ordre de grandeur
L'ordre de grandeur d'un nombre est la puissance de 10 la plus proche de ce nombre.
La taille d'un homme est d'environ 1,70m. La puissance de 10 la plus proche est
100m=1m
.
101m=10 m
est trop grand.
10−1m=0,1 m=1dm=10 cm
est trop petit.
2. Distances à la vitesse de la lumière
a. Distance Perpignan Dunkerque
La distance Perpignan-Dunkerque est de d = 1000 km (environ).
Quelle est la durée du trajet Perpignan Dunkerque à la vitesse de la lumière ?
On cherche la durée t.
On connaît d = 1000 km et v = 300 000 km/s
On sait
t=d
v
avec t en s, d en km et v en km/s
t=1000
300000 =3,33×10−3s=0,00333 s
La durée du trajet est d'environ 0,00333s.

b. Distance Terre Lune
Exercice 20 p 186
http://www.oca.eu/gemini/donnees/las_lune/ptn.htm
Fichier : http://www.oca.eu/gemini/donnees/las_lune/Mnc0507.dat
Durée pour faire l'aller-retour en millionième de seconde : 25952546168180
Durée pour faire l'aller-retour en seconde :
25952546168180×10−13 s
Pour faire seulement l'aller :
25952546168180×10−13
2=1,2976273084090 s
On cherche la distance Terre-Lune d
d=v×t
t en s, d en km et v en km/s
d=300000×1,29762=389288 km
La distance Terre de lune est d'environ 389288km.
c. Distance Terre Soleil
Exercice 18 p 186
a. v = 300 000 km/s
b. On connaît d = 150 000 000km
On sait
t=d
v
avec t en s, d en km et v en km/s
t=150 000 000
300000 =500s=8min 20s
d. Distance entre une étoile et la Terre
dsoleil-proxima du centaure=4⋅1016 m
On connaît
dsoleil-proxima du centaure=4⋅1016 m
, v = 300 000km/s
On sait
t=d
v
avec t en s, d en km et v en km/s
Il faut donc convertir en km :
dsoleil-proxima du centaure=4⋅1016 m=4⋅1013 km
t=4⋅1013
300000 =133173072 s=2219551 min=36992 h=1541 jours=4,22 ans
La lumière met 4,22 ans pour nous parvenir de cette étoile.
3. Année lumière – Unité astronomique
Une année lumière est la distance parcourue par la lumière en 1 an. d=9500 milliards de kilomètres
Ex : proxima du centaure est à 4,22 années lumière de nous.
Une unité astronomique est la distance moyenne entre la Terre et le Soleil.
durée en millionième de s durée en s aller retour aller
25952546168180 2,5953E+000 1,2976E+000 389288,19

Durée mise par la lumière pour
faire le trajet Terre-lune
1,3s
ordre de grandeur = 100s
Distance Terre-Lune 389288km = 389288000m
ordre de grandeur = 108m
Durée mise par la lumière pour
faire le trajet Soleil-Terre
Environ 8 min
= 480 s = 4,8 . 102 s
ordre de grandeur = 102s
Distance Terre Soleil 1 ua
= 1,5 . 1011m
ordre de grandeur = 1011m
Durée mise par la lumière pour
faire le trajet P du C-Terre
Environ 4,2 ans Distance entre la Terre et
Proxima du Centaure
4 . 1016 m
ordre de grandeur = 1016m
(4,2 années lumière)
Durée de la traversée de notre
galaxie à la vitesse de la
lumière
50 000 années Diamètre de notre galaxie 50 000 années lumière
Durée mise par la lumière pour
faire le trajet Voie Lactée -
Grand Nuage de Magellan
50 000 années Distance entre nous et la plus
proche galaxie (Grand Nuage
de Magellan)
Environ 200 000 années
lumière
Durée mise par la lumière pour
faire le trajet Terre-lune
1,3s
ordre de grandeur = 100s
Distance Terre-Lune 389288km = 389288000m
ordre de grandeur = 108m
Durée mise par la lumière pour
faire le trajet Soleil-Terre
Environ 8 min
= 480 s = 4,8 . 102 s
ordre de grandeur = 102s
Distance Terre Soleil 1 ua
= 1,5 . 1011m
ordre de grandeur = 1011m
Durée mise par la lumière pour
faire le trajet P du C-Terre
Environ 4,2 ans Distance entre la Terre et
Proxima du Centaure
4 . 1016 m
ordre de grandeur = 1016m
(4,2 années lumière)
Durée de la traversée de notre
galaxie à la vitesse de la
lumière
50 000 années Diamètre de notre galaxie 50 000 années lumière
Durée mise par la lumière pour
faire le trajet Voie Lactée -
Grand Nuage de Magellan
50 000 années Distance entre nous et la plus
proche galaxie (Grand Nuage
de Magellan)
Environ 200 000 années
lumière
Durée mise par la lumière pour
faire le trajet Terre-lune
1,3s
ordre de grandeur = 100s
Distance Terre-Lune 389288km = 389288000m
ordre de grandeur = 108m
Durée mise par la lumière pour
faire le trajet Soleil-Terre
Environ 8 min
= 480 s = 4,8 . 102 s
ordre de grandeur = 102s
Distance Terre Soleil 1 ua
= 1,5 . 1011m
ordre de grandeur = 1011m
Durée mise par la lumière pour
faire le trajet P du C-Terre
Environ 4,2 ans Distance entre la Terre et
Proxima du Centaure
4 . 1016 m
ordre de grandeur = 1016m
(4,2 années lumière)
Durée de la traversée de notre
galaxie à la vitesse de la
lumière
50 000 années Diamètre de notre galaxie 50 000 années lumière
Durée mise par la lumière pour
faire le trajet Voie Lactée -
Grand Nuage de Magellan
50 000 années Distance entre nous et la plus
proche galaxie (Grand Nuage
de Magellan)
Environ 200 000 années
lumière
Durée mise par la lumière pour
faire le trajet Terre-lune
1,3s
ordre de grandeur = 100s
Distance Terre-Lune 389288km = 389288000m
ordre de grandeur = 108m
Durée mise par la lumière pour
faire le trajet Soleil-Terre
Environ 8 min
= 480 s = 4,8 . 102 s
ordre de grandeur = 102s
Distance Terre Soleil 1 ua
= 1,5 . 1011m
ordre de grandeur = 1011m
Durée mise par la lumière pour
faire le trajet P du C-Terre
Environ 4,2 ans Distance entre la Terre et Proxima
du Centaure
4 . 1016 m
ordre de grandeur = 1016m
(4,2 années lumière)
Durée de la traversée de notre
galaxie à la vitesse de la lumière
50 000 années Diamètre de notre galaxie 50 000 années lumière
Durée mise par la lumière pour
faire le trajet Voie Lactée - Grand
Nuage de Magellan
50 000 années Distance entre nous et la plus
proche galaxie (Grand Nuage de
Magellan)
Environ 200 000 années lumière