Plusieurs méthodes s'affrontent pour déterminer avec la vitesse de la lumière avec le plus de précision possible.

Améliorations du système de la roue dentée de Fizeau et du miroir de Fizeau.

  • A partir de 1870, Alfred Cornu reprend la méthode de la roue dentée de Fizeau, en la perfectionnant. Une première mesure sur une distance de 10 310 mètres entre l'école polytechnique de Paris et le Mont Valérien donne une valeur de 298 500 km/s avec une erreur estimée de moins de 3000 km/s. Eune autre mesure effectuée avec une distance de 23 910 m lui donne une valeur de 300 400 km/s, avec une marge d'erreur estimée de 300 km/s. Il est l'un des premiers à donner une marge d'erreur.
  • En 1878, Albert Michelson entre en scène. Il fabrique une expérience qui utilise la méthode du miroir tournant. Il trouve 300 140 km/s. Cette mesure d'un débutant (Michelson n'avait que 26 ans) vaut largement celle de Cornu. Il obtient le prix Nobel en 1907. Michelson effectue ses dernières et meilleures mesures en 1926, entre le mont Wilson et le mont San Antonio. Avec des miroirs comportant 8, 12 et 16 faces, et tournant à 528 t/s, il obtient la valeur de 299 910 km/s. Michelson imagine ensuite de faire son expérience dans le vide. Il fait donc construire un tube en acier long de 1,6 kilomètre en 1930. Mais il meurt en 1931, sans avoir pu tester l'installation, qui, de toute façon, déçoit toutes les attentes: les résultats varient énormément d'une mesure à l'autre.

    Installation de Michelson à Pasadena, près de Los Angeles.

  • En 1880 Young et Forbes, avec une roue dentée mesurent 301 382 km/s.
  • En 1882 Newcomb, avec un miroir tournant, trouve 299 860 km/s .

Mesures de la vitesse des ondes électriques

A la fin du XIXe siècle, le modèle ondualtoire de la lumière permet de nouvelles mesures: la lumière se comportant comme une onde, elle en possède toutes les caractéristiques: la fréquence notée f, en Hertz, et la longueur d'onde, notée λ et mesurée en mètres. Ainsi, la vitesse d'une onde peut être trouvée par la formule suivante: v = λ * f. Au début du XXé siécle, on découvre toutes sortes d'ondes éléctromagnétques: rayons x, ondes radio, infrarouges. Ces ondes ne possèdent ni la même fréquence ni la même longueur d'onde que la lumière, mais ont la même vitesse. Après la Seconde Guerre Mondiale, des scientifiques mettent au point des appareil capables de mesurer la longueur d'onde et la fréquence des ondes, qu'il suffit de multiplier pour obtenir c. En 30 ans, on obtient des mesures de plus en plus précises:

  • En 1973, l'américain Evanson obtient, en mesurant la longueur d'onde et la fréquence d'un laser Hélium-Néon, obtient la mesure suivante: 299 792 458, 70 mètres.secondes-1

Laser HeNe (Hélium-Néon), pareil à celui utilisé par Evanson.


A partir de ce moment, la communauté scientifique décide de pallier au manque de précision du mètre: il était donné jusqu'alors par un mètre-étalon, qui se modifiait au cours du temps. Ainsi, en 1983, le Bureau Internaional des Poids et des Mesures fixe la vitesse de la lumière à 299 792 458 m.s-1, définissant ainsi le mètre comme étant la distance parcourue en 1/299 792 458ème de seconde.