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Ordres de grandeur et système d’unitésD. Mari
ÉCOLE POLYTECHNIQUE FÉDÉRALE DE LAUSANNE
Wednesday, September 21, 11
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Ordres de grandeur et système d’unités
• qu'est-ce que la physique ?
• la physique d'hier, d'aujourd'hui et de demain
• les ordres de grandeur en physique
• le système international d'unités en physique
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Qu’est-ce que la physique?
Définition de la physique:
Larousse: science qui étudie les propriétés de la
matière,de l’espace et du temps, et qui
établit les lois qui rendent compte des phénomènes
naturels.
Expérimentation
Modélisation
Expérimentation
Physique théorique
Physique expérimentale
- aptitude à la prédication- pas d'infirmation
Observation d'un phénomène
Recherche des observables
Applications
Physique appliquée
⇒ phénoménologie
⇒ lois, théories
⇒ vérifications des théories
⇒ sciences de l'ingénieur
induction
déduction
La démarche du physicien:
ϕυσις = nature
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La physique d’hier (<1900)
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La physique d’hier (<1900)
Phénomènes de nature corpusculaire
Phénomènes de nature ondulatoire
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La physique d’aujourd’hui (>1900)
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Très grandes vitesses
Gravitation universelle
Dualité ondes-corpuscules
La physique d’aujourd’hui (>1900)
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La physique de demain ????
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Ordres de grandeur en physiqueLe macrocosme: astronomie, astrophysique, cosmologie
Univers Galaxies Systèmes Objets célestes
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Ordres de grandeur en physique
Le biocosme: biologie, biochimie, biophysique
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Ordres de grandeur en physique
Le microcosme à l’échelle moléculaire: physique du solide, chimie, ...
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Ordres de grandeur en physique
Le microcosme à l’échelle atomique: physique atomique
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Ordres de grandeur en physique
Le microcosme à l’échelle nucléaire: physique nucléaire
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Ordres de grandeur en physiqueLe microcosme à l’échelle des particules élémentaires: physique des particules, cosmologie
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Introduction au système international d’unités
Naissance du SI
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Introduction au système international d’unités
Historique des définitions des unités de base
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Introduction au système international d’unités
Définitions actuelles des unités de base
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Introduction au système international d’unités
Problème de la définition intrinsèque du kilogramme!
=>>> Un étalon de masse de 1 kg, de précision de 10-8, sous forme d’une boule de Silicium, nécessiterait un usinage avec une précision de 0,3 nm !!!
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Introduction au système international d’unités
Exemple de recherche d’une définition intrinsèque du kg avec une précision de 10-8 : la balance du Watt
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Introduction au système international d’unités
Réalisation d’une balance du Wattau METAS
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Radian (rad)Stéradian (sr)Herz (Hz) Newton (N) Pascal (Pa) Joule (J) Watt (W) Volt (V) Ohm (Ω)Siemens (S) Coulomb (C)Farad (F) Weber (Wb) Tesla (T) Henry (H) Lumen (lm) Lux (lx) Candela/m2 Becquerel (Bq) Gray (Gy) Sievert (Sv)
Introduction au système international d’unités
Unités dérivées du système international
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Introduction au système international d’unités
Préfixes du système international
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Introduction au système international d’unités
Constantes fondamentalesCertaines lois, formules et équations physiques fondamentales relient des grandeurs dimensionnellement différentes => cstes dimensionnées, appelées constantes physiques fondamentales
Les grandeurs physiques de certaines particules élémentaires sont aussi importantes
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• historique du SI• définitions des unités de base du SI• définitions des unités SI avec nom propre• tableau de toute les unités légales en Suisse• tableau des préfixes décimaux du système SI• tableau des principales modifications de la métrologie suisse• tableau de conversion des unités US et UK en unités SI• notions d’analyse dimensionnelle• tableau des constantes physiques fondamentales• tableau des éléments
Contenu du polycopié
Ordres de grandeur et système d’unités
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