les grandeurs, les dimensions des objets de l'univers. les puissances de dix
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Les grandeurs, les dimensions des objets de l'Univers.
Les puissances de dix
Objets de dimension subatomique les quarks
10 -15 mètre = 1 femtomètre = 0,000 000 000 000 001m
C'est la taille des protons et des neutrons .
Ces particules du noyau atomique sont elles même composées chacune de 3 quarks qui sont les particules élémentaires.Les quarks sont considérés comme ponctuels. Le proton et le neutron sont formés de l’association de 3 quarks
Quark Fraction de chargeDown d -1/3
Up u +2/3Strange s -1/3
Charmed c +2/3Bottom b -1/3
Top t +2/3
10 -10 m= 100 picomètres
Ordre de grandeur des atomes :de 150 à 300 pm de rayon
(anciennement les physiciens
nommaient la distance de 100 pm = 1 Angström)
Pourquoi le dessin ci-dessus est-il est une représentation « naïve » ?
Objets de dimension atomiques
Objets de taille nanométrique10 -9 mètre = 1nanomètre (nm)
= 0, 000 000 001 m
• Largeur de la double hélice d' A.D.N.
• Le « moteur » ci-dessous peut tourner à 30 t/s sous l’effet d’un champ électrique. Le rotor est accroché sur un nanotube de carbone de 3nm de diamètre (University of California, Berkeley 2003)
EXERCICES:• Pourquoi parle-t-on de nanotechnologies pour désigner des techniques avancées de fabrication en micro-mécanique ou en micro-biologie ? • La longueur d’onde de la lumière visible est située entre 400 nm (violet) et 800 nm (rouge), pourquoi ne peut-on pas visualiser des objets nanométriques avec un microscope optique?
2 nm
500 nm
10 -7 mètre = 0,1 micromètre
Objets de taille microscopique vus au microscope électronique
Détail d’une partie d’un animal que vous connaissez bien !
Objets de taille microscopique vus au microscope électronique
10 -6 mètre = 1 micromètre = 1µm
Détail agrandie 10 fois par rapport à la photographie précédente d’une partie d’un animal que vous connaissez bien !
10 -5 mètre = 10 m
• Entre des facettes se trouvent des cils qui donnent à cet animal des informations tactiles
• Les facettes sont des capteurs de lumière dans le domaine du visible et de l’ultraviolet (Longueur d’onde de la lumière visible entre 0,4 et 0,8 m ; ultraviolet < 0,4m)
Objets de taille microscopique vus au microscope électronique
10 -4 mètre = 100 m
L’oeil de cet animal est composé de centaines d’yeux plus petits. Chaque facette est une petite
lentille tapissée de cellules sensibles à la lumière.
Objets de taille microscopique vus au microscope électronique
Objets de taille microscopique vus au microscope optique
10 -3 mètre = 0,001 mètre = 1 mm
L’oeil de cet animal est composé de centaines de facettes
Objets macroscopiques*
10 -2 mètre = 1cm = 0,01 mètre
*macroscopique= qui peut être vu à l’œil nu.
Objets macroscopiques
10 -1mètre = 0,1 mètre
10 0 mètre = 1 mètre
Objets macroscopiques
10 1 mètres = 10 mètres
Objets macroscopiques
10 2 mètres = 100 mètres
Objets macroscopiques
10 4 mètres = 10 km Une vue du C.E.R.N. où, après le LEP, se
trouve en construction: le LHC ( Large
Hadron Collider fin prévue en 2007)
10 km
10 km
LEP
LHC
Objets macroscopiquesvue aérienne
LHC
Objets macroscopiques Image prise par un satellite
10 5 mètres = 100 km
Echelle : Département/ Région
LHC
Objets macroscopiques Image prise par un satellite
10 6 mètres = 1 000 km
Echelle : Pays
Rayon de la Terre : environ: 6,4 x106 mètres ( Rayon équatorial 6 378 km )
10 7 mètres = 10 000 km
Echelle : Continent
10 000 km EXERCICE:
• Combien mesure la circonférence de la Terre à l’équateur en km?
• Commentez la définition historique du mètre comme la « dix-millionième partie du quart du méridien terrestre » ( ARAGO XVIIIème siècle)
La Terre planète du système solaire
Le couple Terre-Lune dans le système solaire
10 9 mètres = 1 000 000 km La Lune en orbite elliptique autour de
la Terre.La Lune est située à environ 385000
km de la terre
Le système solaire
10 13 mètres = 10 000 000 000 km Le système solaire. Seule l’orbite de
Pluton, qui n’a plus le titre de planète, est hors de l'image.
Utilisation de distances exprimées en unité astronomique (u.a)
La banlieue du système solaire ceinture de Kuiper et Nuage de Oort
1016 mètres
10 16 mètres = 100 000 000 000 km
Notre système solaire est entouré d’un halo de matière sombre.
Des milliards d’objets de quelques mètres à plusieurs centaines de km
de diamètre gravitent très lentement autour du soleil avec des
trajectoires chaotiques. (Certains d’entre eux sont des comètes.)
Utilisation de distances exprimées en année lumière (a.l)
Notre galaxie (du grec « galaktos »)
10 20 mètres = 100 000 000 000 000 000 km
Notre galaxie : La Voie Lactée
Soleil
10 20 mètres
C
Notre Univers proche : un amas de galaxies
10 23 mSi nous nous trouvions à plus de dix millions d'années de lumière de la Terre, nous verrions à peu près ceci :
notre galaxie au milieu d’un amas de galaxies.
(Image prise par le satellite Hubble.)
1023 m
Le diaporama provient en partie du CERN, (http://microcosm.web.cern.ch/microcosm/P10/english/welcome.html) certaines images ont été changées ou ajoutées (micromoteur de 500nm de Berkeley , galaxies : NASA , orbites du systeme solaire CELESTIA...)