Enseigner la relativité Restreinte en Terminales. Nicolas Hergott.

[JacquesL]

Plus de cent ans après sa découverte la théorie de la Relativité Restreinte fait une timide mais bien réelle apparition dans les programmes de terminale scientifique.
Cette introduction provoque légitimement un peu d'appréhension de la part des enseignants qui doivent la faire découvrir aux élèves. Cependant il y a de plus en plus de documents sur la question en particulier sur les sites Académiques.
Comme d'habitude les manuels scolaires sont sortis un peu précipitamment et certains ouvrages comportent des phrases un peu approximatives. Or dans ce domaine plus qu'en n'importe quel autre il est indispensable de faire preuve d'un extrême rigueur. Seule cette rigueur dans l'expression verbale évitera les contre-sens et permettra une réelle compréhension de la théorie.
Dans le dernier numéro du BUP (n°947 octobre 20012) un collègue fait un relevé des raccourcis malencontreux repérés dans le chapitre Relativité restreinte des livres de TS. Je vous propose quelques phrases relevées dans cet article signé Nicolas Hergott et qui se trouve à la page 955.
A partir de ces phrases relevées dans les manuels, les personnes concernées par cet enseignement pourraient chercher par eux-mêmes où se situe l'absence de rigueur puis vérifier après coup leur réponse en allant consulter le BUP. Cette méthode est également particulièrement efficace avec des élèves.
L'auteur indique à chaque fois l'éditeur et la page.

Exemple 1 (Bordas p. 221)
« Le mouvement provoque un ralentissement du temps. Pour Einstein, le temps est simplement ce que mesure une horloge : ainsi, une horloge en mouvement fonctionne plus lentement qu'une horloge stationnaire »

Exemple 2 (Hachette p. 215)
« Deux horloges en mouvement relatif ne mesurent pas la même durée entre les deux événements : delta T' supérieur à delta T zéro. C'est le phénomène de dilatation des durées. Une horloge qui se déplace par rapport à un observateur bat plus lentement qu'une horloge immobile par rapport à cet observateur »

Exemple 3 (Nathan p. 249 et p. 251)
« Une horloge en mouvement retarde par rapport à une horloge dite fixe »

Exemple 4 (Bordas p. 222)
« Le phénomène de dilatation du temps présente ses limites. En effet, c'est seulement quand un système est en mouvement rectiligne uniforme que son horloge ralentit. Cette restriction importante a conduit Einstein à parler de relativité restreinte»

Exemple 4 bis (dans le même paragraphe que l'exemple 4)
« Exemple : Après un voyage d'un an à une vitesse proche de celle de la lumière, les passagers d'un vaisseau spatial n'auraient vieilli que d'un an, alors que des personnes restées sur Terre seraient plus âgées de 20 ans »

Exemple 5 (Bordas p. 222)
« On parle de durée mesurée pour un observateur en mouvement par rapport aux événements observés »
L'auteur de l'article indique que l'on trouve une définition analogue dans Hachette, page 215.

Exemple 6 (Bordas p. 221)
« La vitesse de la lumière dans le vide ne dépend ni du mouvement de la source ni de celui de l'observateur. Elle a la même valeur c quelles que soient les circonstances »

Exemple 7 (Bordas p. 231 au sujet du GPS)
« Sans synchronisation, le décalage est de 7,2 microsecondes en seulement 24 h »

Exemple 8 (Hatier p. 269)
« La durée de vol mesurée dans le référentiel terrestre est-elle supérieure ou inférieure à la durée propre T( zéro) ? Pourquoi parle-t-on de dilatation du temps ? »

Cordialement
Christian Larcher

Merci de l'avoir signalé, et par chance cet article est accessible :
http://www.udppc.asso.fr/bupdoc/consultation/article-bup.php?ID_fiche=21301

Plusieurs de ses sources ne m'ont été accessibles que difficilement, par exemple la [11] GIÉ H. « Quelques paradoxes en relativité ». Bull. Un. Phys., mai 1980, vol. 74, n° 624, p. 1029-1041.
Accessible sous BupDoc :
http://www.udppc.asso.fr/bupdoc/consultation/article-bup.php?ID_fiche=12337

Il appert après confrontation que les plus gros du travail de reformulation didactique est hérité de H. Gié. Ce travail didactique de reformulation, reste remarquable, et à recommander à tous.

Certes la source originale de 1905 est irremplaçable, mais Gié et Hergott mettent fort judicieusement l'accent sur la dissymétrie expérimentale : une horloge (a priori celle considérée comme attachée au "mobile") confrontée à des horloges synchronisées.