Publié le 10 novembre 2026 · Mis à jour le 10 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
La lumière se propage à une vitesse finie : environ 300 000 km/s dans le vide, soit 299 792 458 m/s.5
Ole Rømer a montré en 1676 que cette vitesse n'est pas infinie.5
On relie distance, vitesse et durée par d=v×t, donc t=d/v et v=d/t.1
La lumière va bien plus vite que le son : on voit l'éclair avant d'entendre le tonnerre.4
Rien n'est connu qui dépasse la vitesse de la lumière dans le vide ; les mesures annoncées plus rapides ont été expliquées par des erreurs de mesure ou des effets de perspective.6
Pourquoi s'intéresser à la vitesse de la lumière ?
Tu vois la flamme d'une bougie, un écran, une étoile : à chaque fois, de la lumière voyage d'un endroit jusqu'à ton œil. Ce voyage ne se fait pas en un instant, même si, à l'échelle de ta chambre, il paraît immédiat. Dans ce cours, tu vas découvrir que la lumière a une vitesse, quelle est sa valeur, comment on a fini par le montrer et comment s'en servir dans un calcul.
Depuis le cycle 3, tu sais décrire la vitesse d'un objet par une valeur. Au cycle 4, on ajoute deux informations : la direction et le sens du mouvement.1 La lumière illustre très bien tout cela : elle avance en ligne droite, dans une direction et un sens précis, avec une vitesse mesurable.3
Rappel : distance, vitesse et durée
La lumière se déplace-t-elle instantanément ?
Pendant l'Antiquité, des philosophes et des scientifiques se sont disputés sur cette question. Certains affirmaient, avec des arguments théoriques ou des observations, que la lumière allait à une vitesse infinie ; d'autres pensaient le contraire.5 Plus tard, Descartes a conclu lui aussi que la vitesse de la lumière était infinie, parce qu'un décalage qu'il attendait n'avait jamais été observé.5
Le tournant arrive en 1676 : Ole Rømer démontre que la vitesse de la lumière est finie.5 Cela signifie que la lumière met un certain temps, même très court, pour aller d'un point à un autre. Plus la distance est grande, plus ce temps est long.
1676
1676Rømer démontre que la vitesse de la lumière est finie
1905Einstein postule l'invariance de la vitesse de la lumière
1975Mesure précise : 299 792 458 ± 1 m/s
1983Accord international redéfinissant le mètre
1983
Étapes de la connaissance de la vitesse de la lumière · Dates clés de l'histoire de la vitesse de la lumière.
La valeur de la vitesse de la lumière
La lumière se propage en ligne droite
Parler de vitesse, c'est aussi parler de direction et de sens.1 Dans le vide, la lumière se propage en ligne droite, et on représente son trajet par un rayon lumineux.3 Cela permet de dessiner des schémas simples : une flèche indique la direction et le sens du trajet de la lumière, de la source jusqu'à l'œil.
Calculer avec la vitesse de la lumière
DonnéesNote d et v avec leurs unités
UnitésConvertis d en km si besoin
CalculCalcule t = d / v
RéponseÉcris t avec son unité
Calculer la durée d'un trajet de lumière
Lumière et son : une comparaison
Les signaux étudiés au cycle 4 s'appuient sur la lumière et sur le son.3 Une différence majeure : le son a besoin d'un milieu matériel pour se propager, comme l'air ou l'eau.2 Les ressources pédagogiques proposent d'ailleurs des expériences pour mesurer la vitesse du son dans différents milieux et pour comparer les vitesses du son et de la lumière dans l'air.4
Cette comparaison explique l'orage. L'éclair et le tonnerre partent au même moment, mais la lumière arrive presque instantanément alors que le son est bien plus lent. Tu vois donc l'éclair d'abord, puis tu entends le tonnerre. Une activité proposée dans les ressources pédagogiques utilise justement cette durée pour estimer la distance de l'orage.2
Peut-on aller plus vite que la lumière ?
En 1905, le physicien Albert Einstein a postulé que la vitesse de la lumière dans le vide ne dépend ni du mouvement de la source ni de celui de l'observateur.5 Cette idée est à la base de la relativité restreinte. Selon cette théorie, la vitesse de la lumière ne peut pas être dépassée, et de nombreuses expériences et observations vont dans ce sens.6
L'année-lumière
Les distances dans l'Univers sont si grandes que le kilomètre devient peu pratique. Le programme prévoit d'ailleurs des conversions du kilomètre vers l'année-lumière.3 L'idée est simple : on prend la distance que parcourt la lumière pendant un an.
Exercices corrigés
Exercice 1 De la Lune à la Terre
★☆☆Environ 5 min
La Lune est à environ 384000 km de la Terre. En prenant 300000 km/s pour la vitesse de la lumière, calcule la durée mise par la lumière pour aller de la Lune à la Terre.
Indice 1
Cherche une durée : quelle forme de la relation utilises-tu ?
Indice 2
La distance est déjà en kilomètres, la vitesse en km/s.
Voir la correction pas à pas
Données : d=384000 km et v=300000 km/s.
On cherche une durée, donc on utilise t=d/v.
Les unités sont compatibles : le résultat sera en secondes.
Calcul : t=300000384000=1,28 s.
La lumière met environ 1,28 s pour aller de la Lune à la Terre.
Exercice 2 La distance d'un orage
★★☆Environ 8 min
Pendant un orage, tu vois un éclair, puis tu entends le tonnerre 6 s plus tard. On prend pour le son une vitesse de 340 m/s et on considère que la lumière arrive instantanément. À quelle distance l'éclair a-t-il eu lieu ?
Indice 1
Le temps de trajet de la lumière est négligeable : le délai de 6 s est celui du son.
Indice 2
Utilise d=v×t.
Voir la correction pas à pas
Le délai de 6 s correspond au trajet du son, puisque la lumière arrive presque tout de suite.
Données : v=340 m/s et t=6 s.
On cherche une distance : d=v×t.
Calcul : d=340×6=2040 m.
L'éclair a eu lieu à environ 2 040 m, soit un peu plus de 2 km.
Exercice 3 Une année-lumière en kilomètres
★★★Environ 10 min
Une année compte 365 jours. Avec v=300000 km/s, calcule en kilomètres la distance parcourue par la lumière en une année.
Indice 1
Convertis d'abord l'année en secondes.
Indice 2
Un jour compte 24×3600 s.
Voir la correction pas à pas
Une heure compte 3600 s ; un jour compte donc 24×3600=86400 s.
Une année de 365 jours compte 365×86400=31536000 s.
On cherche une distance : d=v×t.
Calcul : d=300000×31536000=9460800000000 km.
La lumière parcourt environ 9 460 800 000 000 km en un an, soit une année-lumière.
Quiz
7 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.
C'est Ole Rømer qui a démontré en 1676 que la vitesse de la lumière est finie.5 Descartes, lui, avait conclu à une vitesse infinie, et Einstein est intervenu en 1905 avec la relativité restreinte.5
La lumière va à environ 300 000 km/s dans le vide.5 Les autres valeurs sont des erreurs d'ordre de grandeur : 300 km/s est mille fois trop petit, 300 000 000 km/s mille fois trop grand.
On calcule d=v×t=300000×2=600000 km. Diviser la vitesse par la durée donnerait 150 000, ce qui n'a pas la bonne unité.
La lumière est beaucoup plus rapide que le son dans l'air.4 L'éclair et le tonnerre partent ensemble, mais ils n'arrivent pas en même temps. Dire que le son est plus rapide est donc faux, et il a besoin d'un milieu matériel.2
Le son a besoin d'un milieu matériel, comme l'air ou l'eau.2 On pourrait croire que tous les signaux se propagent de la même façon, mais la lumière, elle, se propage aussi dans le vide.3
De d=v×t on déduit t=d/v.1 L'écriture v/d est l'erreur fréquente : elle donne l'inverse d'une durée.
L'année-lumière est la distance parcourue par la lumière en un an, c'est donc une unité de distance. Le mot « année » trompe : la durée d'un an sert seulement à calculer cette distance.
Les questions qu'on se pose
La lumière va-t-elle vraiment à une vitesse finie si on ne la voit pas voyager ?
Oui. Rømer l'a démontré en 1676.5 Le trajet de la lumière est souvent trop court pour que tu le remarques, mais sur de très grandes distances il devient mesurable.
Quelle valeur dois-je utiliser dans les exercices ?
Utilise 300000 km/s, sauf si l'énoncé en impose une autre. C'est l'ordre de grandeur de la valeur dans le vide, dont la mesure précise est de 299 792 458 m/s.5
Pourquoi la vitesse du son et celle de la lumière ne s'additionnent-elles pas dans un orage ?
Ce sont deux signaux différents qui voyagent séparément. L'éclair et le tonnerre partent du même endroit ; la lumière arrive d'abord, puis le son, parce qu'il est bien plus lent.4 On utilise le délai entre les deux pour estimer la distance.2
Peut-on dépasser la vitesse de la lumière ?
Selon la relativité restreinte, la vitesse de la lumière dans le vide ne peut pas être dépassée.6 Les mesures qui ont semblé la dépasser ont ensuite été expliquées : un défaut de câblage pour l'expérience OPERA, un effet de perspective pour certains jets observés en astronomie.6 Pour ton niveau, retiens que c'est une vitesse limite connue.