TPE: La vitesse de la lumière
Alfred Cornu
Alfred Cornu fut considéré comme un des meilleurs opticiens et astronomes français de son époque (XIXème siècle), notamment en raison de ses travaux de spectroscopie du soleil. Il passa ses études à l’Ecole polytechnique ainsi qu’à l’Ecole des mines. Suite à ses études, il fut nommé professeur à l’École polytechnique et en 1867, il succède à Emile Verdet à la chaire de physique de l'École. Cornu travailla sur la diffraction de la lumière, il donna la première mesure des longueurs d’onde des raies de l’hydrogène
Alfred Cornu fut nommé par Urbain Le Verrier (responsable de l’Observatoire de Paris) pour mesurer la vitesse exacte de la lumière. Cornu eut le choix entre la roue dentée et le mitoir tournant. Il choisit la méthode de la roue dentée étant donné que Fizeau fut son formateur
En 1871, après un premier essai infructueux, Cornu améliora son dispositif. Pour cela, il utilisa une machine qui tournait très vite. Sa vitesse de rotation pouvait atteindre 1 600 tours par seconde. De plus cette machine fut équipée d’un mécanisme qui enregistrait continuellement la vitesse de rotation de la roue dentée. Il enregistrait simultanément le moment où la lumière venait buter contre une dent et disparaissait dans l’oculaire de l’observateur. Par conséquent, il n’était plus nécessaire de maintenir constante la vitesse de la roue car l’obturation de la lumière pouvait se produire pour différentes dents et pour différentes vitesses de rotation. Cornu installa cette machine dans une mansarde de l’école polytechnique sur la montagne Sainte Geneviève à Paris. Alors que son miroir réfractaire était installé à 10 310 m sur le Mont Valérien.
En 1874, il installa sa machine dans une cabane en bois sur la terasse de l’observatoire de Paris et envoyait la lumière à 23 km vers la Tour médiévale de Montlhéry. Ainsi la lumière parcourait 46 km avant de revenir à l’observatoire. Il accumula plus de 500 mesures et obtena donc une vitesse de la lumière de 300 400 km/s avec une incertitude de 300 km/s.
Cette méthode sera utilisée pendant de nombreuses années et obtiendra un dernier résultat en 1874 : 299 550km/s avec une incertitude de 84 km/s.
