Ordres de grandeur et système d unités D. Mari

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1 Ordres de grandeur et système d unités D. Mari ÉCOLE POLYTECHNIQUE FÉDÉRALE DE LAUSANNE

2 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

3 Qu est-ce que la physique? apple La démarche du physicien: Définition de la physique: Observation d'un phénomène ϕυσις = nature Physique expérimentale Recherche des observables apple 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 déduction phénoménologie lois, théories Physique théorique induction Expérimentation vérifications des théories - aptitude à la prédication - pas d'infirmation Physique appliquée Applications sciences de l'ingénieur

4 La physique d hier (<1900) 4

5 La physique d hier (<1900) Phénomènes de nature corpusculaire Phénomènes de nature ondulatoire

6 La physique d aujourd hui (>1900)

7 La physique d aujourd hui (>1900) Très grandes vitesses Gravitation universelle Dualité ondes-corpuscules

8 La physique de demain???????? Super-cordes?????? Supersymétries?? Electrofaible

9 Ordres de grandeur en physique Le macrocosme: astronomie, astrophysique, cosmologie Univers Galaxies Systèmes Objets célestes size

10 Ordres de grandeur en physique Le biocosme: biologie, biochimie, biophysique

11 Ordres de grandeur en physique Le microcosme à l échelle moléculaire: physique du solide, chimie,...

12 Ordres de grandeur en physique Le microcosme à l échelle atomique: physique atomique

13 Ordres de grandeur en physique Le microcosme à l échelle nucléaire: physique nucléaire

14 Ordres de grandeur en physique Le microcosme à l échelle des particules élémentaires: physique des particules, cosmologie

15 Introduction au système international d unités Naissance du SI

16 Introduction au système international d unités Historique des définitions des unités de base

17 Introduction au système international d unités Définitions actuelles des unités de base

18 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!!!

19 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

20 Introduction au système international d unités Réalisation d une balance du Watt au METAS

21 Introduction au système international d unités Unités dérivées du système international 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/m 2 Becquerel (Bq) Gray (Gy) Sievert (Sv)

22 Introduction au système international d unités Préfixes du système international

23 Introduction au système international d unités Constantes fondamentales Certaines 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

24 Ordres de grandeur et système d unités Contenu du polycopié 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