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Ordres de grandeur et système d’unitésD. Mari

ÉCOLE POLYTECHNIQUE FÉDÉRALE DE LAUSANNE

Wednesday, September 21, 11

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


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


4

La physique d’hier (<1900)


La physique d’hier (<1900)

Phénomènes de nature corpusculaire

Phénomènes de nature ondulatoire


La physique d’aujourd’hui (>1900)


Très grandes vitesses

Gravitation universelle

Dualité ondes-corpuscules

La physique d’aujourd’hui (>1900)


La physique de demain ????

Ele

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Ordres de grandeur en physiqueLe macrocosme: astronomie, astrophysique, cosmologie

Univers Galaxies Systèmes Objets célestes

size


http://primaxstudio.com/stuff/scale_of_universe/

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Ordres de grandeur en physique

Le biocosme: biologie, biochimie, biophysique



Le microcosme à l’échelle moléculaire: physique du solide, chimie, ...



Le microcosme à l’échelle atomique: physique atomique



Le microcosme à l’échelle nucléaire: physique nucléaire


Ordres de grandeur en physiqueLe microcosme à l’échelle des particules élémentaires: physique des particules, cosmologie


Introduction au système international d’unités

Naissance du SI



Historique des définitions des unités de base



Définitions actuelles des unités de base



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 !!!



Exemple de recherche d’une définition intrinsèque du kg avec une précision de 10-8 : la balance du Watt



Réalisation d’une balance du Wattau METAS


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)


Unités dérivées du système international



Préfixes du système international



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


• 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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