Les problèmes relatifs à la rotation dans la théorie de la relativité

André Metz

Les problèmes de rotation n'ont pas fait jusqu'ici, du point de vue relativiste, l'objet d'études d'ensemble détaillées; ils ont seulement été abordés ou traités partiellement dans des Mémoires ou des Notes (qui pouvaient présenter tous les défauts de l'improvisation) à propos d'expériences effectivement faites, ou de dispositifs proposés à titre de questions théoriques. Le présent article vise à combler cette lacune. Ces problèmes exigent, en Relativité, l'emploi des notions connues de temps propre et de longueur propre et, en outre, de la notion de temps d'un solide le long d'une courbe décrite sur ce solide, temps qui dépend de cette courbe et de la manière dont elle est décrite. Le problème des deux mobiles circulant en sens inverse sur le pourtour d'un disque est d'abord traité de manière rigoureuse, à titre de premier exemple fixant les ordres de grandeur des effets à observer et les possibilités de résultats « cruciaux entre la théorie de la Relativité et la Mécanique classique. Les expériences effectuées jusqu'ici sont ensuite examinées en détail : d'abord la plus simple, celle de Sagnac, où deux rayons lumineux décrivant en sens inverse (dans l'air) un circuit polygonal entraîné par un disque mobile, se rejoignent et forment des interférences; puis l'expérience de Harress, où un circuit du même genre est décrit par la lumière dans des prismes réfringents; enfin, celles de Dufour et Prunier qui, partant du dispositif de Sagnac, en varient les conditions de plusieurs manières et notamment en introduisant des parcours dans des milieux réfringents fixes, ou en combinant des portions de trajet fixes avec des portions entraînées avec le disque. Toutes ces expériences mettent en évidence des effets du « premier ordre » en v/c. Elles ont généralement été considérées d'abord par leurs auteurs comme des preuves de la théorie de l'éther. En réalité, elles sont interprétées aussi bien dans la Théorie de la Relativité, et sans aucune hypothèse auxiliaire (comme celle de l' « entraînement partiel de l'éther par la matière réfringente », suivant la formule de Fresnel). Les démonstrations données ci-dessous sont presque toutes originales; plusieurs d'entre elles sont inédites.

Mots clés: relativity

Domaines: Articles anciens

André Metz. Les problèmes relatifs à la rotation dans la théorie de la relativité. Journal de Physique et le Radium, 1952, 13 (4), pp.224-238. ⟨10.1051/jphysrad:01952001304022400⟩. ⟨jpa-00234563⟩