Physique-Chimie Cycle 4
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Thème 1 - Organisation et transformations de la matière
Ch. 1
L'eau que nous buvons est-elle pure ?
Ch. 2
La matière : états, masse et volume
Ch. 3
Les changements d'état de la matière
Ch. 4
Les mélanges
Ch. 5
La matière à l'échelle microscopique
Ch. 6
Que trouve-t-on dans l'air ?
Ch. 7
Les transformations chimiques et la pollution
Ch. 8
Modélisation des transformations chimiques
Ch. 9
Les ions dans notre quotidien
Ch. 10
Quand les acides et les bases réagissent
Ch. 11
Introduction à la masse volumique
Ch. 12
La masse volumique
Ch. 13
La matière, dans l'espace et dans l'Univers
Ch. 14
De l'Univers aux atomes
Thème 2 - Mouvement et interactions
Ch. 15
Introduction à la vitesse et au mouvement
Ch. 16
Repérage de mouvement et mesure de vitesse
Ch. 17
Vitesse et mouvement
Ch. 18
Les interactions
Ch. 19
Les forces
Ch. 20
Le poids
Thème 3 - L'énergie et ses conversions
Ch. 21
Introduire la notion d'énergie
Ch. 22
Conversion et transfert de l'énergie
Ch. 23
La conservation de l'énergie
Ch. 24
Les circuits électriques
Ch. 25
La tension et l'intensité
Ch. 26
Relations entre grandeurs dans les circuits électriques
Ch. 27
Résistance et loi d'Ohm
Ch. 28
Puissance et énergie en électricité
Thème 4 - Des signaux pour observer et communiquer
Ch. 29
Le son
Ch. 30
La lumière
Ch. 31
Vitesse de propagation des signaux
Vitesse de propagation des signaux
Ouverturep. 415
La lumière a-t-elle une vitesse infinie ?
Activité documentairep. 416
L'éclair et le tonnerre, à chacun sa vitesse
Activité documentairep. 417
Quelle est taille de la nébuleuse du Crabe ?
Activité documentairep. 418
Quel signal pour la voiture autonome ?
Tâche complexep. 419
Bilan
Bilanp. 420-421
Exercices
Exercicesp. 422-427
La Physique-Chimie autrement
Travailler autrementp. 428
Cap vers l’espace 2022
Dossier
Ch. 32
Des signaux au-delà de la perception humaine
Nos dossiers d'actualité
Nos dossier d'actualité
Chapitre 11
Activité 1 - Activité documentaire

La lumière a-t-elle une vitesse infinie ?

18 professeurs ont participé à cette page
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Compétence : Lire et comprendre des documents scientifiques pour en extraire des informations.
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Problématique de l'activité
Eliot découvre dans une revue scientifique la valeur de la vitesse de la lumière : 300 000 000 m/s. Il la trouve stupéfiante et se dit que ça ne fait pas de réelle différence avec une vitesse vraiment infinie.
Comment les scientifiques ont-ils prouvé que la lumière n'a pas une vitesse infinie ?
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Doc. 1
Une vitesse vertigineuse.

La lumière met environ 1 milliardième de seconde pour aller de ce texte à votre œil. À cause de la difficulté à mesurer une durée si courte, les scientifiques ont cru pendant des siècles que la lumière se propageait instantanément. Au début du XVIIe siècle, Galilée pense le contraire mais n'arrive pas à le prouver. C'est Ole Römer qui y parviendra en 1676. De nos jours on sait que la vitesse de la lumière vaut exactement 299 792 458 m/s.
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Doc. 2
Ole Römer prouve le caractère fini de la vitesse de la lumière.

En 1676, Ole Römer étudie les éclipses d'Io. Ce satellite de Jupiter n'est plus visible lorsqu'il traverse la zone d'ombre de Jupiter. Ces éclipses sont bien connues mais ne respectent bizarrement pas toujours les horaires prévus par les calculs… Römer prouve que ces variations ne peuvent correspondre qu'au temps supplémentaire que met la lumière d'Io pour nous parvenir quand Jupiter et elle sont plus éloignées de la Terre : la lumière a donc une vitesse finie !
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Doc. 3
Des dispositions différentes d'une fin d'éclipse à l'autre

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Römer ne connaissait pas précisément les distances indiquées sur ce schéma et préféra donc ne pas calculer la vitesse de la lumière en risquant d'être imprécis.
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Vocabulaire

Une éclipse : inobservabilité momentanée d'un astre dans le ciel.
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Pour réussir cette activité

  • J'ai compris l'origine des variations d'horaires des éclipes d'Io.
  • J'ai calculé une valeur approximative de la vitesse de la lumière.
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Questions

Exploration et analyse des documents

1. Qui est le premier scientifique à avoir voulu prouver que la lumière n'a pas une vitesse infinie ?
2. En position 2, la lumière diffusée par Io doit parcourir une distance plus grande pour atteindre la Terre. Calcule la différence par rapport à la position 1.
3. Calcule la vitesse de la lumière qu'aurait obtenu Römer avec les données disponibles sur le schéma.

Synthèse

4. Quel pourcentage d'erreur sur la vitesse de la lumière aurait fait Römer avec de telles données ?
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