http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/api.php?action=feedcontributions&user=Alice.thomas&feedformat=atom
Comment mesure-t-on ? - Contributions [fr]
2024-03-28T18:39:18Z
Contributions
MediaWiki 1.40.0
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Kelvin&diff=436
Kelvin
2016-07-08T13:51:09Z
<p>Alice.thomas : /* Thermistances */</p>
<hr />
<div>[[Catégorie:SI]]<br />
<div align="justify"><br />
{{En bref| [[File:Translational_motion.gif |frame |right |L'origine de la température peut être expliquée par l'agitation microscopique des molécules et des atomes.]] Le '''kelvin''' (symbole '''K''') est l'unité du système international (SI) pour la '''température'''. <br> La température est liée à l'agitation des molécules au niveau macroscopique. Pour faire simple, plus les molécules bougent, plus il fait chaud. La température '''0K''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. On appelle cette température le '''zéro absolu'''. <br> <br> Dans la vie quotidienne, on utilise plutôt le degré Celsius (°C). Pour convertir des degrés Celsius en kelvin, il suffit d'ajouter 273,15 à la valeur de la température en degrés Celsius. <br> <br> Pour mesurer une température, on utilise un '''thermomètre'''. La plupart du temps, le principe de cet instrument se base sur la '''dilatation''' des corps avec la chaleur : en effet, lorsqu'il fait chaud, le volume des objets augmente légèrement. C'est pour cela que, sur un thermomètre à alcool, le niveau de liquide augmente lorsque la température augmente.}}<br />
<br />
==Degré Celsius et Kelvin==<br />
[[File:Point_triple_eau.png |thumb |right |Etat de l'eau selon la température et la pression. <br> Une atmosphère (atm) correspond à une pression d'environ 100 000Pa. Il s'agit de la pression atmosphérique normale.]]<br />
Historiquement, l'échelle de mesure de la température était défini ainsi:<br />
*Le point de congélation de l'eau correspond à une température de 0°C (degrés Celsius),<br />
*Le point d'ébullition de l'eau correspond à une température de 100°C. {{Note|Ces points sont définis sous la pression atmosphérique, qui vaut environ 1bar soit <math>10^{{5}}</math>Pa. En effet, l'état de la matière dépend de la température mais aussi de la pression.}}<br />
Cette échelle correspond à l''''échelle centigrade''', qui est donc une échelle relative. <br />
<br />
En 1848, Lord Kelvin propose une nouvelle échelle de température, absolue cette fois: le '''zéro absolu''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. Il s'agit donc de la température la plus basse qui puisse exister dans l'univers. Le zéro absolu correspond à une température de '''0K'''. Dans cette échelle, le point de référence est le '''point triple de l'eau''': il s'agit des conditions dans lesquelles les trois états solide, liquide et gaz de l'eau coexistent. La température du point triple de l'eau est fixée à 273,16K.<br />
<br />
L'échelle Celsius a donc été redéfinie ainsi: <math>T_{K} = T_{C} + 273,15</math> avec <math>T_{K}</math> la température en Kelvin et <math>T_{C}</math> la température en degrés Celsius. Une variation de 1°C correspond donc à une variation de 1K. <br />
<br />
Dans la vie courante, nous utilisons principalement les degrés Celsius. Mais l'unité du système international pour la température est le Kelvin.<br />
<br />
==Comment mesurer la température?==<br />
[[File:Thermoscope.jpg |thumb |left | 200px|Thermoscope de Galilée]]<br />
===Le thermoscope===<br />
Au début du 17e siècle, Galilée comprend que l'air se dilate avec la chaleur, et se contracte avec le froid. Il met alors au point un appareil appelé '''thermoscope'''.<br />
<br />
Cet appareil est composé d'un ballon en verre relié à un tube fin, en verre également. Le tube est plongé dans un liquide. Lorsque le ballon, et donc l'air qui est à l'intérieur, est chaud, ce dernier se dilate et prend plus de place. Le niveau du liquide (de l'eau) présent dans le tube baisse donc. Lorsque l'air se refroidit, il se contracte, prend moins de place et le niveau du liquide augmente. <br />
<br />
Cet appareil ne permet pas de mesurer la température à proprement parler, mais des variations de température.<br />
[[File:Thermomètre_alcool.jpg|thumb |right| 200px |Thermomètre à alcool]]<br />
<br />
===Thermomètre à alcool===<br />
La plupart des thermomètres fonctionnent sur le principe de la dilatation des corps avec la chaleur. Un '''thermomètre à alcool''' est composé d'un tube de verre très fin dans lequel se trouve de l'alcool coloré. Lorsque la température augmente, l'alcool se dilate et son niveau dans le tube augmente. <br />
<br />
Il faut alors étalonner le thermomètre pour placer les graduations au bon endroit. Pour cela, soit on compare le thermomètre à étalonner à un autre thermomètre, soit on l'étalonne par rapport à un phénomène physique dont on connait la température. Par exemple, dans l'échelle Celsius, la plus utilisée dans la vie courante, on sait que l'eau gèle à 0°C et bout à 100°C. On marque alors ces points, puis il suffit de diviser l'intervalle entre ces deux valeurs de manière régulière.<br />
[[File:Thermomètre_galilée.jpg|thumb |left | 200px|Thermomètre de Galilée]]<br />
<br />
===Thermomètre de Galilée===<br />
Le '''thermomètre de Galilée''' est composé d'un tube en verre rempli d'un liquide dans lequel se trouvent des flotteurs avec une densité proche de celle du liquide. {{Note|La '''densité''' d'un corps est le rapport de sa '''masse volumique''' sur la masse volumique d'un corps de référence. L''''eau''' est la référence pour les liquides et les solides, et l''''air''' est la référence pour les gaz. <br> <br> La masse volumique correspond à la masse par unité de volume. Dans le système international, elle s'exprime en <math>kg/m^{3}</math> (kilogramme par mètre cube). La masse volumique de l'eau vaut 1000<math>kg/m^{3}</math>. En effet 1L (soit 1<math>dm^{3}</math>) d'eau pèse, par définition, 1kg, et il y a 1000L dans 1<math>m^{3}</math>.<br> <br> Ainsi, la densité de l'eau vaut 1. C'est une grandeur sans unité.}}<br />
Sous chaque flotteur, un médaillon est accroché et indique une température. Lorsque la température de la pièce dans laquelle se trouve le thermomètre augmente, la densité du liquide augmente. Lorsque cette densité devient plus faible que la densité d'un des flotteurs, celui-ci coule. Les flotteurs coulent alors un par un lorsque la température augmente.<br />
[[File:Thermomètre_cadran.jpg|thumb |right | 200px|Thermomètre à cadran et aiguille]]<br />
<br />
===Thermomètre à cadran et aiguille===<br />
Un thermomètre à cadran et aiguille fonctionne également sur le principe de la dilatation, mais de métaux cette fois. Deux lames de métaux différents sont collées l'une à l'autre, puis enroulées en spirale. Le centre de la spirale est fixé au centre du cadran, et l'extérieur est libre. Comme les deux métaux ont des coefficients de dilatation différents (c'est-à-dire qu'ils ne vont pas se dilater à la même vitesse), la spirale va se déformer lorsque la température change, ce qui va déplacer la pointe extérieure et donc l'aiguille, qui indiquera la température correspondante sur le cadrant.<br />
<br />
===Thermomètres électroniques===<br />
====Thermistances====<br />
Une thermistance est une résistance qui possède la propriété de varier en fonction de la température. Elles peuvent être utilisées pour des températures allant jusqu'à 300°C, soit 573,15K.{{Note|Une '''résistance''' est un élément d'un circuit électrique qui transforme l'énergie électrique en chaleur. Elle va "freiner" le courant électrique qui circule. La valeur d'une résistance est exprimée en '''Ohm''' (symbole <math>\Omega </math>).}}<br />
<br />
====Thermocouples====<br />
Un '''thermocouple''' est un circuit électrique fermé constitué de deux conducteurs faits de métaux différents. <br />
<br />
Il fonctionne à partir de deux effets:<br />
*L'effet '''Seebeck''': dans un circuit fermé constitué de deux conducteurs de nature différente, du courant circule s'il y a une différence de température entre les deux jonctions du circuit ;<br />
*L'effet '''Peltier''': si on fait passer un courant dans un tel circuit, la température change.<br />
<br />
Ainsi, selon les métaux utilisés, on peut mesurer des températures allant de -270°C à 1820°C (soit 3,15K à 2093,15K).<br />
<br />
====Infrarouge====<br />
Un thermomètre à infrarouge mesure la température d'un objet à partir du rayonnement infrarouge qu'il émet.{{Note|Les rayonnements '''infrarouges''' sont des rayonnements électromagnétiques dont la [[longueur d'onde]] est comprise entre 700nm et 1mm. Ils ont une longueur d'onde supérieure au rayonnement visible et inférieure aux micro-ondes.}} Pour les températures élevées, comme un four où un incendie, un '''pyromètre''' fonctionne sur le même principe. <br />
<br />
On peut ainsi mesurer des températures sans contact, à distance.<br />
<br />
==Pour aller plus loin==<br />
[http://catalogue.museogalileo.it/multimedia/Thermoscope.html Fonctionnement du thermoscope de Galilée], Museo Galileo (1min20)<br />
<br />
[http://phymain.unisciel.fr/le-thermometre-de-galilee/ Le thermomètre de Galilée], Physique à main levée (2min)<br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
BIPM: Unité de température thermodynamique (kelvin) [en ligne]. Brochure sur le SI : Le Système international d'unités [8e édition, 2006 ; mise à jour en 2014]. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/publications/si-brochure/kelvin.htm><br />
<br />
Météo France: ''La mesure de la température''. [en ligne]. Version 1.0 - décembre 2008. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://files.meteofrance.com/files/education/temperature.pdf><br />
<br />
Article Wikipédia: [https://fr.wikipedia.org/wiki/Thermomètre#Thermom.C3.A8tre_.C3.A0_alcool Thermomètre]<br />
<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Kelvin&diff=435
Kelvin
2016-07-08T13:39:32Z
<p>Alice.thomas : /* Thermocouples */</p>
<hr />
<div>[[Catégorie:SI]]<br />
<div align="justify"><br />
{{En bref| [[File:Translational_motion.gif |frame |right |L'origine de la température peut être expliquée par l'agitation microscopique des molécules et des atomes.]] Le '''kelvin''' (symbole '''K''') est l'unité du système international (SI) pour la '''température'''. <br> La température est liée à l'agitation des molécules au niveau macroscopique. Pour faire simple, plus les molécules bougent, plus il fait chaud. La température '''0K''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. On appelle cette température le '''zéro absolu'''. <br> <br> Dans la vie quotidienne, on utilise plutôt le degré Celsius (°C). Pour convertir des degrés Celsius en kelvin, il suffit d'ajouter 273,15 à la valeur de la température en degrés Celsius. <br> <br> Pour mesurer une température, on utilise un '''thermomètre'''. La plupart du temps, le principe de cet instrument se base sur la '''dilatation''' des corps avec la chaleur : en effet, lorsqu'il fait chaud, le volume des objets augmente légèrement. C'est pour cela que, sur un thermomètre à alcool, le niveau de liquide augmente lorsque la température augmente.}}<br />
<br />
==Degré Celsius et Kelvin==<br />
[[File:Point_triple_eau.png |thumb |right |Etat de l'eau selon la température et la pression. <br> Une atmosphère (atm) correspond à une pression d'environ 100 000Pa. Il s'agit de la pression atmosphérique normale.]]<br />
Historiquement, l'échelle de mesure de la température était défini ainsi:<br />
*Le point de congélation de l'eau correspond à une température de 0°C (degrés Celsius),<br />
*Le point d'ébullition de l'eau correspond à une température de 100°C. {{Note|Ces points sont définis sous la pression atmosphérique, qui vaut environ 1bar soit <math>10^{{5}}</math>Pa. En effet, l'état de la matière dépend de la température mais aussi de la pression.}}<br />
Cette échelle correspond à l''''échelle centigrade''', qui est donc une échelle relative. <br />
<br />
En 1848, Lord Kelvin propose une nouvelle échelle de température, absolue cette fois: le '''zéro absolu''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. Il s'agit donc de la température la plus basse qui puisse exister dans l'univers. Le zéro absolu correspond à une température de '''0K'''. Dans cette échelle, le point de référence est le '''point triple de l'eau''': il s'agit des conditions dans lesquelles les trois états solide, liquide et gaz de l'eau coexistent. La température du point triple de l'eau est fixée à 273,16K.<br />
<br />
L'échelle Celsius a donc été redéfinie ainsi: <math>T_{K} = T_{C} + 273,15</math> avec <math>T_{K}</math> la température en Kelvin et <math>T_{C}</math> la température en degrés Celsius. Une variation de 1°C correspond donc à une variation de 1K. <br />
<br />
Dans la vie courante, nous utilisons principalement les degrés Celsius. Mais l'unité du système international pour la température est le Kelvin.<br />
<br />
==Comment mesurer la température?==<br />
[[File:Thermoscope.jpg |thumb |left | 200px|Thermoscope de Galilée]]<br />
===Le thermoscope===<br />
Au début du 17e siècle, Galilée comprend que l'air se dilate avec la chaleur, et se contracte avec le froid. Il met alors au point un appareil appelé '''thermoscope'''.<br />
<br />
Cet appareil est composé d'un ballon en verre relié à un tube fin, en verre également. Le tube est plongé dans un liquide. Lorsque le ballon, et donc l'air qui est à l'intérieur, est chaud, ce dernier se dilate et prend plus de place. Le niveau du liquide (de l'eau) présent dans le tube baisse donc. Lorsque l'air se refroidit, il se contracte, prend moins de place et le niveau du liquide augmente. <br />
<br />
Cet appareil ne permet pas de mesurer la température à proprement parler, mais des variations de température.<br />
[[File:Thermomètre_alcool.jpg|thumb |right| 200px |Thermomètre à alcool]]<br />
<br />
===Thermomètre à alcool===<br />
La plupart des thermomètres fonctionnent sur le principe de la dilatation des corps avec la chaleur. Un '''thermomètre à alcool''' est composé d'un tube de verre très fin dans lequel se trouve de l'alcool coloré. Lorsque la température augmente, l'alcool se dilate et son niveau dans le tube augmente. <br />
<br />
Il faut alors étalonner le thermomètre pour placer les graduations au bon endroit. Pour cela, soit on compare le thermomètre à étalonner à un autre thermomètre, soit on l'étalonne par rapport à un phénomène physique dont on connait la température. Par exemple, dans l'échelle Celsius, la plus utilisée dans la vie courante, on sait que l'eau gèle à 0°C et bout à 100°C. On marque alors ces points, puis il suffit de diviser l'intervalle entre ces deux valeurs de manière régulière.<br />
[[File:Thermomètre_galilée.jpg|thumb |left | 200px|Thermomètre de Galilée]]<br />
<br />
===Thermomètre de Galilée===<br />
Le '''thermomètre de Galilée''' est composé d'un tube en verre rempli d'un liquide dans lequel se trouvent des flotteurs avec une densité proche de celle du liquide. {{Note|La '''densité''' d'un corps est le rapport de sa '''masse volumique''' sur la masse volumique d'un corps de référence. L''''eau''' est la référence pour les liquides et les solides, et l''''air''' est la référence pour les gaz. <br> <br> La masse volumique correspond à la masse par unité de volume. Dans le système international, elle s'exprime en <math>kg/m^{3}</math> (kilogramme par mètre cube). La masse volumique de l'eau vaut 1000<math>kg/m^{3}</math>. En effet 1L (soit 1<math>dm^{3}</math>) d'eau pèse, par définition, 1kg, et il y a 1000L dans 1<math>m^{3}</math>.<br> <br> Ainsi, la densité de l'eau vaut 1. C'est une grandeur sans unité.}}<br />
Sous chaque flotteur, un médaillon est accroché et indique une température. Lorsque la température de la pièce dans laquelle se trouve le thermomètre augmente, la densité du liquide augmente. Lorsque cette densité devient plus faible que la densité d'un des flotteurs, celui-ci coule. Les flotteurs coulent alors un par un lorsque la température augmente.<br />
[[File:Thermomètre_cadran.jpg|thumb |right | 200px|Thermomètre à cadran et aiguille]]<br />
<br />
===Thermomètre à cadran et aiguille===<br />
Un thermomètre à cadran et aiguille fonctionne également sur le principe de la dilatation, mais de métaux cette fois. Deux lames de métaux différents sont collées l'une à l'autre, puis enroulées en spirale. Le centre de la spirale est fixé au centre du cadran, et l'extérieur est libre. Comme les deux métaux ont des coefficients de dilatation différents (c'est-à-dire qu'ils ne vont pas se dilater à la même vitesse), la spirale va se déformer lorsque la température change, ce qui va déplacer la pointe extérieure et donc l'aiguille, qui indiquera la température correspondante sur le cadrant.<br />
<br />
===Thermomètres électroniques===<br />
====Thermistances====<br />
Une thermistance est une résistance qui possède la propriété de varier en fonction de la température. Elles peuvent être utilisées pour des températures allant jusqu'à 300°C, soit 573,15K.{{Note|Une '''résistance''' est un élément d'un circuit électrique qui transforme l'énergie en chaleur. Elle va "freiner" le courant électrique qui circule. La valeur d'une résistance est exprimée en '''Ohm''' (symbole <math>\Omega </math>).}}<br />
<br />
====Thermocouples====<br />
Un '''thermocouple''' est un circuit électrique fermé constitué de deux conducteurs faits de métaux différents. <br />
<br />
Il fonctionne à partir de deux effets:<br />
*L'effet '''Seebeck''': dans un circuit fermé constitué de deux conducteurs de nature différente, du courant circule s'il y a une différence de température entre les deux jonctions du circuit ;<br />
*L'effet '''Peltier''': si on fait passer un courant dans un tel circuit, la température change.<br />
<br />
Ainsi, selon les métaux utilisés, on peut mesurer des températures allant de -270°C à 1820°C (soit 3,15K à 2093,15K).<br />
<br />
====Infrarouge====<br />
Un thermomètre à infrarouge mesure la température d'un objet à partir du rayonnement infrarouge qu'il émet.{{Note|Les rayonnements '''infrarouges''' sont des rayonnements électromagnétiques dont la [[longueur d'onde]] est comprise entre 700nm et 1mm. Ils ont une longueur d'onde supérieure au rayonnement visible et inférieure aux micro-ondes.}} Pour les températures élevées, comme un four où un incendie, un '''pyromètre''' fonctionne sur le même principe. <br />
<br />
On peut ainsi mesurer des températures sans contact, à distance.<br />
<br />
==Pour aller plus loin==<br />
[http://catalogue.museogalileo.it/multimedia/Thermoscope.html Fonctionnement du thermoscope de Galilée], Museo Galileo (1min20)<br />
<br />
[http://phymain.unisciel.fr/le-thermometre-de-galilee/ Le thermomètre de Galilée], Physique à main levée (2min)<br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
BIPM: Unité de température thermodynamique (kelvin) [en ligne]. Brochure sur le SI : Le Système international d'unités [8e édition, 2006 ; mise à jour en 2014]. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/publications/si-brochure/kelvin.htm><br />
<br />
Météo France: ''La mesure de la température''. [en ligne]. Version 1.0 - décembre 2008. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://files.meteofrance.com/files/education/temperature.pdf><br />
<br />
Article Wikipédia: [https://fr.wikipedia.org/wiki/Thermomètre#Thermom.C3.A8tre_.C3.A0_alcool Thermomètre]<br />
<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Kelvin&diff=434
Kelvin
2016-07-08T13:22:56Z
<p>Alice.thomas : résistance</p>
<hr />
<div>[[Catégorie:SI]]<br />
<div align="justify"><br />
{{En bref| [[File:Translational_motion.gif |frame |right |L'origine de la température peut être expliquée par l'agitation microscopique des molécules et des atomes.]] Le '''kelvin''' (symbole '''K''') est l'unité du système international (SI) pour la '''température'''. <br> La température est liée à l'agitation des molécules au niveau macroscopique. Pour faire simple, plus les molécules bougent, plus il fait chaud. La température '''0K''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. On appelle cette température le '''zéro absolu'''. <br> <br> Dans la vie quotidienne, on utilise plutôt le degré Celsius (°C). Pour convertir des degrés Celsius en kelvin, il suffit d'ajouter 273,15 à la valeur de la température en degrés Celsius. <br> <br> Pour mesurer une température, on utilise un '''thermomètre'''. La plupart du temps, le principe de cet instrument se base sur la '''dilatation''' des corps avec la chaleur : en effet, lorsqu'il fait chaud, le volume des objets augmente légèrement. C'est pour cela que, sur un thermomètre à alcool, le niveau de liquide augmente lorsque la température augmente.}}<br />
<br />
==Degré Celsius et Kelvin==<br />
[[File:Point_triple_eau.png |thumb |right |Etat de l'eau selon la température et la pression. <br> Une atmosphère (atm) correspond à une pression d'environ 100 000Pa. Il s'agit de la pression atmosphérique normale.]]<br />
Historiquement, l'échelle de mesure de la température était défini ainsi:<br />
*Le point de congélation de l'eau correspond à une température de 0°C (degrés Celsius),<br />
*Le point d'ébullition de l'eau correspond à une température de 100°C. {{Note|Ces points sont définis sous la pression atmosphérique, qui vaut environ 1bar soit <math>10^{{5}}</math>Pa. En effet, l'état de la matière dépend de la température mais aussi de la pression.}}<br />
Cette échelle correspond à l''''échelle centigrade''', qui est donc une échelle relative. <br />
<br />
En 1848, Lord Kelvin propose une nouvelle échelle de température, absolue cette fois: le '''zéro absolu''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. Il s'agit donc de la température la plus basse qui puisse exister dans l'univers. Le zéro absolu correspond à une température de '''0K'''. Dans cette échelle, le point de référence est le '''point triple de l'eau''': il s'agit des conditions dans lesquelles les trois états solide, liquide et gaz de l'eau coexistent. La température du point triple de l'eau est fixée à 273,16K.<br />
<br />
L'échelle Celsius a donc été redéfinie ainsi: <math>T_{K} = T_{C} + 273,15</math> avec <math>T_{K}</math> la température en Kelvin et <math>T_{C}</math> la température en degrés Celsius. Une variation de 1°C correspond donc à une variation de 1K. <br />
<br />
Dans la vie courante, nous utilisons principalement les degrés Celsius. Mais l'unité du système international pour la température est le Kelvin.<br />
<br />
==Comment mesurer la température?==<br />
[[File:Thermoscope.jpg |thumb |left | 200px|Thermoscope de Galilée]]<br />
===Le thermoscope===<br />
Au début du 17e siècle, Galilée comprend que l'air se dilate avec la chaleur, et se contracte avec le froid. Il met alors au point un appareil appelé '''thermoscope'''.<br />
<br />
Cet appareil est composé d'un ballon en verre relié à un tube fin, en verre également. Le tube est plongé dans un liquide. Lorsque le ballon, et donc l'air qui est à l'intérieur, est chaud, ce dernier se dilate et prend plus de place. Le niveau du liquide (de l'eau) présent dans le tube baisse donc. Lorsque l'air se refroidit, il se contracte, prend moins de place et le niveau du liquide augmente. <br />
<br />
Cet appareil ne permet pas de mesurer la température à proprement parler, mais des variations de température.<br />
[[File:Thermomètre_alcool.jpg|thumb |right| 200px |Thermomètre à alcool]]<br />
<br />
===Thermomètre à alcool===<br />
La plupart des thermomètres fonctionnent sur le principe de la dilatation des corps avec la chaleur. Un '''thermomètre à alcool''' est composé d'un tube de verre très fin dans lequel se trouve de l'alcool coloré. Lorsque la température augmente, l'alcool se dilate et son niveau dans le tube augmente. <br />
<br />
Il faut alors étalonner le thermomètre pour placer les graduations au bon endroit. Pour cela, soit on compare le thermomètre à étalonner à un autre thermomètre, soit on l'étalonne par rapport à un phénomène physique dont on connait la température. Par exemple, dans l'échelle Celsius, la plus utilisée dans la vie courante, on sait que l'eau gèle à 0°C et bout à 100°C. On marque alors ces points, puis il suffit de diviser l'intervalle entre ces deux valeurs de manière régulière.<br />
[[File:Thermomètre_galilée.jpg|thumb |left | 200px|Thermomètre de Galilée]]<br />
<br />
===Thermomètre de Galilée===<br />
Le '''thermomètre de Galilée''' est composé d'un tube en verre rempli d'un liquide dans lequel se trouvent des flotteurs avec une densité proche de celle du liquide. {{Note|La '''densité''' d'un corps est le rapport de sa '''masse volumique''' sur la masse volumique d'un corps de référence. L''''eau''' est la référence pour les liquides et les solides, et l''''air''' est la référence pour les gaz. <br> <br> La masse volumique correspond à la masse par unité de volume. Dans le système international, elle s'exprime en <math>kg/m^{3}</math> (kilogramme par mètre cube). La masse volumique de l'eau vaut 1000<math>kg/m^{3}</math>. En effet 1L (soit 1<math>dm^{3}</math>) d'eau pèse, par définition, 1kg, et il y a 1000L dans 1<math>m^{3}</math>.<br> <br> Ainsi, la densité de l'eau vaut 1. C'est une grandeur sans unité.}}<br />
Sous chaque flotteur, un médaillon est accroché et indique une température. Lorsque la température de la pièce dans laquelle se trouve le thermomètre augmente, la densité du liquide augmente. Lorsque cette densité devient plus faible que la densité d'un des flotteurs, celui-ci coule. Les flotteurs coulent alors un par un lorsque la température augmente.<br />
[[File:Thermomètre_cadran.jpg|thumb |right | 200px|Thermomètre à cadran et aiguille]]<br />
<br />
===Thermomètre à cadran et aiguille===<br />
Un thermomètre à cadran et aiguille fonctionne également sur le principe de la dilatation, mais de métaux cette fois. Deux lames de métaux différents sont collées l'une à l'autre, puis enroulées en spirale. Le centre de la spirale est fixé au centre du cadran, et l'extérieur est libre. Comme les deux métaux ont des coefficients de dilatation différents (c'est-à-dire qu'ils ne vont pas se dilater à la même vitesse), la spirale va se déformer lorsque la température change, ce qui va déplacer la pointe extérieure et donc l'aiguille, qui indiquera la température correspondante sur le cadrant.<br />
<br />
===Thermomètres électroniques===<br />
====Thermistances====<br />
Une thermistance est une résistance qui possède la propriété de varier en fonction de la température. Elles peuvent être utilisées pour des températures allant jusqu'à 300°C, soit 573,15K.{{Note|Une '''résistance''' est un élément d'un circuit électrique qui transforme l'énergie en chaleur. Elle va "freiner" le courant électrique qui circule. La valeur d'une résistance est exprimée en '''Ohm''' (symbole <math>\Omega </math>).}}<br />
<br />
====Thermocouples====<br />
====Infrarouge====<br />
Un thermomètre à infrarouge mesure la température d'un objet à partir du rayonnement infrarouge qu'il émet.{{Note|Les rayonnements '''infrarouges''' sont des rayonnements électromagnétiques dont la [[longueur d'onde]] est comprise entre 700nm et 1mm. Ils ont une longueur d'onde supérieure au rayonnement visible et inférieure aux micro-ondes.}} Pour les températures élevées, comme un four où un incendie, un '''pyromètre''' fonctionne sur le même principe. <br />
<br />
On peut ainsi mesurer des températures sans contact, à distance.<br />
<br />
==Pour aller plus loin==<br />
[http://catalogue.museogalileo.it/multimedia/Thermoscope.html Fonctionnement du thermoscope de Galilée], Museo Galileo (1min20)<br />
<br />
[http://phymain.unisciel.fr/le-thermometre-de-galilee/ Le thermomètre de Galilée], Physique à main levée (2min)<br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
BIPM: Unité de température thermodynamique (kelvin) [en ligne]. Brochure sur le SI : Le Système international d'unités [8e édition, 2006 ; mise à jour en 2014]. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/publications/si-brochure/kelvin.htm><br />
<br />
Météo France: ''La mesure de la température''. [en ligne]. Version 1.0 - décembre 2008. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://files.meteofrance.com/files/education/temperature.pdf><br />
<br />
Article Wikipédia: [https://fr.wikipedia.org/wiki/Thermomètre#Thermom.C3.A8tre_.C3.A0_alcool Thermomètre]<br />
<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Discussion:Vitesse_de_la_lumi%C3%A8re&diff=433
Discussion:Vitesse de la lumière
2016-07-08T13:17:04Z
<p>Alice.thomas : </p>
<hr />
<div>Webographie: <br />
<br />
http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/15/2/<br />
<br />
http://expositions.obspm.fr/lumiere2005/exp_foucault.html<br />
<br />
http://visite.artsetmetiers.free.fr/foucault_lumiere.html<br />
<br />
http://www.canal-u.tv/video/cerimes/histoire_des_mesures_de_la_vitesse_de_la_lumiere.9182<br />
<br />
Démonstration touchant le mouvement de la lumière (https://cral.univ-lyon1.fr/labo/fc/ama09/pages_jdsc/pages/jdsc_1676_lumiere.pdf)<br />
<br />
''Histoire de l'astronomie au dix-huitième siècle'', p. 413 (edited by Claude-Louis Mathieu, and published by Bachelier, Paris, 1827). https://books.google.fr/books?id=ps1WS1-5_dYC&pg=PA413&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false<br />
<br />
=== Lanterne de Galilée ===<br />
Il manque une image pour illustrer l'expérience, je vais la réaliser moi même car je n'en trouve pas qui soit libre ou du domaine public. <br />
<br />
Dans la note, j'ai écrit v:d/t. Il faut comprendre v=d/t. Si je met le signe "=" dans la note, elle ne s'affiche pas correctement. J'attends de pouvoir intégrer des formules mathématiques au site pour corriger ça.<br />
<br />
=== Aberration de la lumière ===<br />
je n'ai pas encore tout à fait compris le phénomène, je dois encore travailler dessus pour mieux l'expliquer et expliquer pourquoi il a permis de prouver le mouvement de la Terre.<br />
<br />
=== Niveau de lecture===<br />
La partie en bref reste un peu difficile et longue pour le niveau visé = grand public/college lycée, tenter d'alléger/résumer/simplifier encore ?<br />
<br />
Le point important à comprendre et retenir est que pendant des siècles on a tenté de mesurer la vitesse de la lumiere (les grandeurs de référence étaient le mètre-étalon et la seconde) puis on a fixé la valeur de c (et on en a déduit la valeur du mètre)<br />
<br />
--[[Utilisateur:Isabelle.ramade|Isabelle.ramade]] ([[Discussion utilisateur:Isabelle.ramade|discussion]]) 5 juillet 2016 à 21:18 (CEST)<br />
<br />
J'ai simplifié la partie "En bref", ça doit être plus accessible maintenant.<br />
<br />
[[Utilisateur:Alice.thomas|Alice.thomas]] ([[Discussion utilisateur:Alice.thomas|discussion]]) 8 juillet 2016 à 15:17 (CEST) <br />
<br />
===Webographie : suggestion===<br />
à inclure dans l'article lui-même, dans paragraphe/encadré à part (ceci est général pour le modèle des pages)<br />
--[[Utilisateur:Isabelle.ramade|Isabelle.ramade]] ([[Discussion utilisateur:Isabelle.ramade|discussion]]) 5 juillet 2016 à 21:18 (CEST)<br />
<br />
===Vidéos===<br />
les références à des vidéos peuvent tout à fait être citées dans la biblio, il y a des normes de citation aussi :<br />
actuellement elles sont dans un paragraphe "pour en savoir plus", mais le reste de la biblio est aussi dans l'ensemble "pour en savoir plus" (ex la thèse de Foucault !!!)</div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Vitesse_de_la_lumi%C3%A8re&diff=432
Vitesse de la lumière
2016-07-08T13:14:22Z
<p>Alice.thomas : synthetisation du "en bref"</p>
<hr />
<div><div align="justify"><br />
[[Catégorie:Physique]]<br />
{{En bref| Pendant longtemps, on a cru que la lumière voyageait de manière instantanée. En effet, lorsqu’on allume une lampe, on n’observe pas de décalage entre le moment où on appuie sur l’interrupteur et le moment où la lumière arrive à nos yeux. Et pourtant, la lumière possède une vitesse finie: elle voyage à '''299 792 458 mètres par seconde''', ce qui vaut environ '''un milliard de kilomètres par heure'''. Par exemple, la lumière du Soleil met environ 8 minutes pour atteindre la Terre. Cela signifie que l'on voit le Soleil non pas tel qu'il est au moment où on l'observe, mais tel qu'il était il y a 8 minutes! <br> <br> Pendant des siècles, on a cherché à mesurer la vitesse de la lumière: [[#Galilée, les collines et les lanternes|Galilée]], au 17e siècle, [[#Observation des éclipses de Io|Cassini et Roemer]], [[#Roue dentée de Fizeau | Fizeau]] au 19e siècle... Toutes ces mesures sont basées sur le [[mètre| mètre étalon]] et la [[seconde]].<br> <br> <br />
Dès la fin du 19e siècle, la communauté scientifique admet que la lumière se comporte [[#Fréquence et longueur d'onde | comme une onde]]. En 1905, Einstein publie sa théorie de la relativité restreinte, qui énonce en particulier le fait que la vitesse de la lumière dans le vide est constante et ne dépend ni du mouvement de la source lumineuse ni de l'observateur. Il est alors possible de déterminer cette vitesse, que l'on va maintenant nommer ''célérité'', avec de plus en plus de précision, jusqu'en 1983 où elle a été [[#Une constante universelle | fixée]] à 299 792 458 m/s. }} <br />
<br />
== Galilée, les collines et les lanternes ==<br />
C’est Alhazen, un mathématicien perse du moyen-âge, qui a eu en premier l’intuition que la vitesse de la lumière était finie, même s’il n’a rien pu prouver. Au 17e siècle, Galilée a la même intuition, et il pense que si on ne peut pas s’en rendre compte à l’oeil nu, c’est parce que la lumière se propage très rapidement. Il va chercher à mesurer cette vitesse de propagation. <br />
<br />
Son expérience est simple: deux observateurs se placent chacun au sommet d’une colline, les deux collines étant séparées d’environ 1800m. Ils ont chacun une lanterne, masquée au départ. Le premier observateur possède aussi une clepsydre, un instrument à eau qui fonctionne sur le même principe qu’un sablier et qui permet de mesurer le temps. Il va démasquer sa lanterne et déclencher la clepsydre au même moment. Le deuxième observateur va démasquer sa lanterne dès qu’il aperçoit la lumière de la première lanterne. Au moment où le premier observateur voit la lanterne de son compagnon, il arrête la clepsydre. Avant tout cela, les deux observateurs, proches l'un de l'autre, vont s'entrainer à démasquer leur lanterne le plus rapidement possible dès qu'ils voient la lueur de l'autre lanterne. Ainsi ils réduisent leur temps de réaction et peuvent le mesurer. Ils étalonnent en quelque sorte leurs mesures.<br />
<br />
En théorie, cette expérience donne le temps que met la lumière pour parcourir environ 3600m. En pratique, la lumière semble instantanée. Ceci est dû au fait que la distance qui sépare les deux hommes est trop faible, la lumière met seulement quelques dizaines de millionièmes de secondes pour faire l’aller-retour entre les deux hommes. {{ Note|La vitesse d'un objet s'exprime par la relation <math>v=\frac{d}{t}</math> avec <math>v</math> la vitesse, <math>d</math> la distance parcourue et <math>t</math> le temps mis par l'objet pour parcourir cette distance. Dans le système international d'unités ([[SI]]), la vitesse s'exprime en m/s. Dans la vie de tous les jours, on utilise le plus souvent des km/h (par exemple pour exprimer la vitesse d'une voiture). Pour convertir des m/s en km/h, il suffit de multiplier par 3,6 et pour convertir des km/h en m/s, il faut diviser par 3,6. Par exemple, une voiture qui roule à 90km/h roule à 25m/s.}}<br />
<br />
[[File:Io_roemer.jpg|right|thumb| 150px|Olaf (Ole) Roemer, "Demonstration tovchant le mouvement de la lumiere trouvé par M. Römer de l' Academie Royale des Sciences," December 7, 1676.]]<br />
<br />
== Observation des éclipses de Io == <br />
<br />
Toujours au 17e siècle, Jean-Dominique Cassini observe les éclipses de Io, un des satellites naturels de Jupiter. Il va utiliser les lois de Kepler, qui décrivent la mécanique céleste, pour effectuer des prévisions sur les horaires auxquels ces éclipses ont lieu. Mais il se rend compte que ses observations ne collent pas à ses prévisions: à certains moments de l'année, les éclipses ont du retard, à d'autres, elles ont de l'avance. <br />
<br />
Ole Römer, un astronome danois qui travaille avec Cassini, explique ce phénomène par le fait que la distance entre la Terre et Jupiter n'est pas toujours la même. En effet, si on regarde l'image ci-contre, la Terre est plus éloignée de Jupiter lorsqu'elle se trouve au point F que lorsqu'elle se trouve au point G. Le point B représente Jupiter, les points C et D représentent les positions où Io disparait et apparait derrière Jupiter tandis que les points E, F, G, H, L et K représentent les différentes positions de la Terre autour du Soleil. Si la lumière a une vitesse finie, alors elle met plus de temps pour parcourir une distance plus grande, ce qui explique le retard des éclipses. Il va ainsi calculer que la lumière met 22 minutes pour parcourir une distance égale au diamètre de l'orbite de la Terre. Toutefois cette orbite n'est pas connue à cette époque. Römer à donc montré que la vitesse de la lumière était finie, mais cette idée ne sera pas totalement acceptée jusqu'à ce que James Bradley, un astronome anglais, prouve que la Terre tourne autour du Soleil une cinquantaine d'années plus tard en découvrant et comprenant le phénomène d'aberration de la lumière.<br />
<br />
{{ Note|'''Aberration de la lumière''': Imaginons que nous sommes en voiture, qu'il pleut, et qu'il n'y a pas de vent. Si nous sommes à l'arrêt, la pluie semble venir d'au-dessus de nos têtes (et c'est effectivement le cas). Mais si nous roulons à une certaine vitesse, la pluie semble venir de devant nous. Il se produit le même phénomène avec la lumière des étoiles, puisque la Terre tourne autour du Soleil et a donc une vitesse non nulle par rapport aux étoiles. James Bradley a découvert ce phénomène en 1725, apportant ainsi une preuve que la Terre tourne autour du Soleil.}}<br />
<br />
== Roue dentée de Fizeau ==<br />
[[File:Fizeau.jpg|left|thumb| 250px|Roue dentée de Fizeau]]<br />
Au milieu du 19e siècle, il est admis par la communauté scientifique que la lumière a une vitesse finie. En 1849, Hippolyte Fizeau s'inspire de Galilée et améliore son dispositif. Il effectue ses mesures entre son balcon, à Suresnes, et la butte Montmartre, à exactement 8633m de distance. <br />
<br />
Une source de lumière est placée à Suresnes. Le rayon lumineux va passer à travers un miroir semi-réfléchissant, puis à travers une roue dentée. Il va ensuite continuer jusqu'à un miroir réfléchissent, à Montmartre, où il va être renvoyé vers Suresnes, en passant à nouveau par la roue dentée. Là, l'observateur va pouvoir l'observer.<br />
<br />
Si la roue dentée est au repos, le rayon lumineux va passer à travers un creux entre de dents à l'aller, et par le même creux au retour. Mais dès qu'un moteur fait tourner la roue, le rayon passe à travers un creux à l'aller, mais se retrouve bloqué par une dent au retour. C'est seulement à partir d'une certaine vitesse de rotation de la roue que le rayon va pouvoir passer par le creux suivant au retour. En mesurant cette vitesse de rotation, on peut déterminer le temps qu'a mis le rayon lumineux pour effectuer l'aller-retour entre la roue et le miroir, et donc on peut calculer la vitesse de la lumière.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
[[File:Roue_dentée.png|right|thumb| 250px|L'angle <math> \theta </math> est l'angle entre deux creux ou deux dents.<math> \omega </math> représente la vitesse de rotation de la roue. ]]<br />
'''Explication plus détaillée:'''<br />
<br />
On note: <br />
*<math>d</math> la distance qui sépare la roue dentée du miroir réfléchissant, <br />
*<math>t</math> le temps mis par la lumière pour parcourir deux fois la distance <math>d</math> (pour l'aller-retour), <br />
*<math> \theta </math> l'angle représenté par une dent ou un creux, exprimé en degrés (voir dessin ci-contre), <br />
*<math> \omega </math> la vitesse de rotation de la roue dentée, que l'on exprimera ici en degré par seconde. <br />
<br />
On note <math>c</math> la vitesse de la lumière. <br />
<br />
On sait que <math>c=\frac{2d}{t}</math>. On peut également dire que <math>t=\frac{\theta }{\omega }</math>: on a en effet degrés sur des degrés par seconde, ce qui nous donne bien des secondes.<br />
<br />
On peut donc écrire: <math>c=\frac{2d\omega }{\theta }</math>.<br />
<br />
La roue dentée possède 720 dents et 720 creux de tailles égales. Une dent (ou un creux) couvre donc un angle de 0,25°. Fizeau a mesuré une vitesse de rotation d'environ 12,6 tours par seconde pour que la lumière passe à l'aller par un creux et au retour par le creux suivant, ce qui équivaut à environ 4536 degrés par seconde. La distance <math> d </math> vaut 8633m. Avec ces paramètres, on obtient une valeur de <math> c </math> autour de 313 000km/s. (incertitude?)<br />
<br />
<br />
Peu après, Léon Foucault réalise une autre expérience, en laboratoire cette fois. Il fait parcourir une grande distance à la lumière en la faisant se réfléchir sur des miroirs. Il va également utiliser un miroir tournant.<br />
<br />
== Fréquence et longueur d'onde ==<br />
A la fin du 19e siècle, il est admis que la lumière se comporte comme une onde. Or, une onde est définie par deux caractéristiques: sa [[longueur d'onde]], et sa [[fréquence]]. <br />
{{ Note|[[File:longueurdonde.png|right|250px]] Représentons une onde comme une vague. La longueur d'onde, notée <math>\lambda</math>, est la distance qui sépare deux crêtes de cette vague. La fréquence, notée <math>\nu</math> (prononcer "nu"), est, si on se place en un point donné, le nombre de crêtes qui passent par ce point pendant une seconde. Elle s'exprime en Hertz (Hz). On appelle <math>T</math> la période de la vague, c'est à dire, en un point fixe, le temps entre deux crêtes successives. La fréquence est alors l'inverse de la période. On a <math> f=\frac{1}{T}</math>. }}<br />
<br />
On peut maintenant écrire que la vitesse d'une onde, appelée ''célérité'', est égale à sa fréquence multipliée par sa longueur d'onde. Soit: <math>c=\lambda\times f</math>. <br />
Mais comment mesure-t-on la fréquence et la longueur d'onde de la lumière? (Vous le saurez bientôt!)<br />
<br />
[[File:Spectre_em.png|center|thumb|800px|Spectre électromagnétique]]<br />
On découvre également à cette époque que la lumière n'est qu'une infime partie du spectre électromagnétique. Il existe donc une multitude d'ondes électromagnétiques avec des longueurs d'ondes et des fréquences variées, mais qui se déplacent toutes à la vitesse de la lumière! <br />
<br />
On pense également que les ondes électromagnétiques ont besoin d'un milieu pour se propager, comme les ondes mécaniques (par exemple, le son se propage dans l'air). On appelle ce milieu ''éther''. De nombreux scientifiques vont chercher à observer et comprendre comment fonctionne ce milieu, sans grand succès.<br />
<br />
En 1905, Einstein publie sa théorie de la relativité restreinte. Il annonce tout d'abord que l'éther n'existe pas. Les postulats de la relativité restreinte sont les suivants:<br />
*les lois de la physique sont les mêmes dans tous les référentiels galiléens <br />
*la vitesse de la lumière dans le vide est la même dans tous les référentiels galiléens, c'est-à-dire qu'elle ne dépend pas du mouvement de la source lumineuse ni de l'observateur.<br />
{{ Note| Un '''référentiel galiléen''' est un référentiel dans lequel le principe d'inertie s'applique. On peut résumer ce principe par le fait qu'un objet qui n'est soumis à aucune force est soit immobile, soit en mouvement rectiligne uniforme (il se déplace en ligne droite à vitesse constante). Pour la plupart des expériences réalisées sur Terre, le référentiel terrestre peut être considéré comme un référentiel galiléen. }}<br />
<br />
A partir de ce moment, la vitesse de la lumière est définie comme constante.<br />
<br />
== Une constante universelle ==<br />
Après la seconde guerre mondiale, les ondes électromagnétiques sont de plus en plus utilisées pour communiquer et sont donc de mieux en mieux comprises. Les mesures de la vitesse de la lumière sont alors de plus en plus précises. Mais l'étalon du [[mètre]], en platine iridié, est imprécis face à ces mesures. Or, la vitesse s'exprime en mètres par seconde. Elle dépend donc de la définition du mètre. Il a alors été décidé, en 1983, de fixer la vitesse de la lumière comme constante et de faire dépendre la définition du mètre de cette constante. Ainsi, le mètre ne dépend plus que de la seconde. <br />
<br />
Nous avons trois unités, qui sont liées entre elles: le mètre, la [[seconde]] et la vitesse de la lumière. Il suffit d'en fixer deux, pour connaitre la troisième. Il a été décidé de fixer la seconde et la vitesse de la lumière.<br />
<br />
La vitesse de la lumière dans le vide est donc: <math>c</math>=299 792 458 m/s.<br />
<br />
== Pour en savoir plus ==<br />
De nombreuses autres méthodes ont été utilisées au fil des siècles pour déterminer la vitesse de la lumière. Voici quelques vidéos à propos des méthodes dont nous avons déjà parlé, mais aussi à propos des autres méthodes:<br />
<br />
*[http://www.canal-u.tv/video/scavo/les_magiciens_de_la_lumiere.18096 Les magiciens de la lumière]: un docu-fiction produit par le Service de Création AudioVisuelle de la Faculté des Sciences d'Orsay (61min)<br />
<br />
*[http://www.canal-u.tv/video/scavo/comment_ont_ils_su_que_la_lumiere_avait_une_vitesse.19408 Comment ont-ils su que la lumière avait une vitesse?] Témoignage de Pierre Lauginie (7min)<br />
<br />
*[http://www.canal-u.tv/video/cerimes/histoire_des_mesures_de_la_vitesse_de_la_lumiere.9182 L'histoire des mesures de la vitesse de la lumière] racontée par Jamy (54min)<br />
<br />
== Bibliographie/Webographie ==<br />
<br />
BIPM: Résolution 2 de la 15e CGPM, 1975 [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/15/2/><br />
<br />
OBSPM: « c » à Paris, Vitesse de la lumière : histoires et expériences [en ligne] Exposition de l'Observatoire de Paris et de l'Université Paris VI - Pierre et Marie Curie réalisée en 2005. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://expositions.obspm.fr/lumiere2005/exp_foucault.html><br />
<br />
[http://visite.artsetmetiers.free.fr/foucault_lumiere.html Visite du Musée des Arts et Métiers par des élèves de Terminale S]<br />
<br />
Journal des Savants du lundi 7 décembre 1676.: ''Démonstration touchant le mouvement de la lumière''. [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <https://cral.univ-lyon1.fr/labo/fc/ama09/pages_jdsc/pages/jdsc_1676_lumiere.pdf><br />
<br />
DELAMBRE, Jean-Baptiste. ''Histoire de l'astronomie au dix-huitième siècle''. 1827 [en ligne]. p. 413-429. Gallica, bibliothèque numérique de la Bibliothèque nationale de France. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k61990q/f471.item.r=delambre><br />
<br />
FOUCAULT, Léon. ''Thèse de physique sur les vitesses relatives de la lumière dans l'air et dans l'eau''. [en ligne]. Faculté des Sciences de Paris, 1853, 36 p. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <https://www.bibnum.education.fr/sites/default/files/foucault-texte.pdf><br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Discussion:Seconde&diff=431
Discussion:Seconde
2016-07-08T12:59:30Z
<p>Alice.thomas : </p>
<hr />
<div>===En Bref===<br />
je pense qu'il faudrait quand même expliciter le lien entre le spectre du césium 133 et la seconde. Le grand public ne va pas comprendre la raison d'inclure ce spectre sinon. Juste dire pour le spectre que c'est un ensemble de raies de lumière de diverses couleurs émises par un atome ici le césium 133, en fonction des niveaux d'énergie de cet atome (ça suffit)<br />
<br />
et la seconde est une fraction de temps lié à deux niveaux d'énergie de cet atome.<br />
<br />
ou mettre la définition officielle de la seconde dans le "En bref" (je vais voir comment c'est fait pour les autres unités SI) mais l'expliciter un peu.<br />
<br />
mais je sais que c'est un défi !<br />
<br />
===L'horloge atomique===<br />
Dans l'encadré en jaune je pense utile d'ajouter un schéma d'une transition. J'avais dit que je te le fournirai, je l'inclus donc via "importer un fichier", si tu veux je l'ajouterai à l'encadré<br />
<br />
<br />
<br />
--[[Utilisateur:Isabelle.ramade|Isabelle.ramade]] ([[Discussion utilisateur:Isabelle.ramade|discussion]]) 5 juillet 2016 à 21:40 (CEST)<br />
<br />
C'est fait, j'ai ajouté le schéma et mis la définition officielle de la seconde dans le "En bref".<br />
<br />
[[Utilisateur:Alice.thomas|Alice.thomas]] ([[Discussion utilisateur:Alice.thomas|discussion]]) 8 juillet 2016 à 14:59 (CEST)</div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Seconde&diff=430
Seconde
2016-07-08T12:55:17Z
<p>Alice.thomas : </p>
<hr />
<div><div align="justify"><br />
[[Catégorie:SI]]<br />
<br />
{{En bref| La seconde est l'unité de base de mesure du temps. 60 secondes forment une minute, et 60 minutes forment une heure. <br> Pour mesurer le temps, on se base sur un mouvement régulier qui se répète. <br> La seconde a d'abord été définie à partir de la rotation de la Terre sur elle-même, puis à partir de la rotation de la Terre autour du Soleil, en 1957. <br> [[File:Spectre_cesium.png | thumb|center| 900px| Spectre de l'atome de Césium dans le visible]] Aujourd'hui, et depuis 1967, la seconde est définie comme la '''durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de césium 133'''. Ce qu'il faut retenir ici, c'est que la seconde est définie de manière très précise en prenant comme référence l'atome, comme pour le mètre. On la mesure à l'aide d'horloges atomiques, qui sont très précises: le décalage n'est que d'une seconde tous les 3 milliards d'années pour les horloges les plus récentes! <br> <br> }} <br />
<br />
[[File:Clock-pendulum.gif|frame|right| 250px| Principe de fonctionnement d'une horloge à pendule qui bat la seconde]]<br />
<br />
La seconde a d'abord été définie comme la 86 400e partie du jour solaire moyen. Le jour est découpé en 24 heures, qui sont découpées en 60 minutes, elles-même découpées en 60 secondes, ce qui nous fait bien un total de 86 400 secondes dans une journée. Cette durée est également proche du battement de coeur d'un homme adulte au repos.<br />
<br />
La rotation de la Terre sur elle-même n'étant pas uniforme, il a été décidé en 1957 de définir la seconde à partir de la rotation de la Terre autour du Soleil, c'est-à-dire à partir de l'année. La seconde est alors la fraction 1/31 556 925,9747 de l'année 1900.<br />
<br />
Lors de la 13e Conférence Générale des Poids et Mesures en 1967, la seconde a été définie non pas avec la Terre comme référence mais avec l'atome.<br />
<br />
Pour définir une seconde, il faut un mouvement régulier qui se répète à l'identique. Il faut alors trouver un mécanisme qui multiplie ou divise la période de ce mouvement régulier pour afficher les secondes.<br />
<br />
== Le pendule de Huygens ==<br />
Une horloge à pendule fonctionne, comme son nom l'indique, grâce à un pendule.<br />
<br />
Un pendule simple est une masse ponctuelle, c'est à dire, en pratique, de faible dimension (en théorie, elle est concentrée en un seul point), accrochée à un fil de masse négligeable. Sa position d'équilibre est la position verticale. Si on écarte le pendule de cette position d'équilibre, il va osciller périodiquement en décrivant un arc de cercle sous l'effet de la pesanteur. On peut montrer que la période des oscillations s'exprime par la relation: <math>T=2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}</math> avec <math>T</math> la période du pendule, <math>g</math> l'accélération de la pesanteur et <math> l</math> la longueur du fil. {{ Note|La période d'un pendule est le temps que met la masse pour effectuer un aller-retour en partant d'une position donnée.}} <br />
<br />
En 1644, il a été remarqué qu'un pendule ayant une longueur d'environ un mètre (ou du moins l'équivalent à cette époque, le mètre n'existant pas encore) a une période de deux secondes. Des mécanismes ont alors été inventés pour que la demi-période d'un tel pendule indique les secondes qui passent.<br />
<br />
Toutefois ces pendules ont quelques défauts: d'une part, la longueur du fil change avec la température. S'il fait chaud, le fil se dilate et est plus long. D'autre part, la période du pendule dépend de <math> g </math>, qui n'est pas constant sur Terre.<br />
<br />
== La montre à quartz ==<br />
Le principe de fonctionnement d'une montre à quartz est basé sur la faculté du cristal de quartz à vibrer à une fréquence bien définie lorsqu'on le stimule électriquement. La pile fournit de l'énergie électrique au cristal, qui va alors vibrer à une [[fréquence]] de 32 768 Hertz. Ces vibrations alimentent un moteur qui va faire tourner les aiguilles de la montre. <br />
<br />
Une telle montre se décale d'une seconde tous les 20 ans environ.<br />
<br />
== L'horloge atomique ==<br />
Dans le cas d'une horloge atomique, le mouvement régulier qui sert de base est la période de transition d'un atome de Cesium 133. {{Note|[[File:Emission.png|frame|right| 250px| Schéma du principe de l'émission d'un photon lors d'une transition de désexcitation entre 2 niveaux d'énergie discrets Ej et Ei d'un atome ou ion.]] Un atome possède des niveaux d'énergie bien définis. On dit que l'énergie d'un atome est ''quantifiée''. <br> Lorsqu'un atome passe d'un état d'énergie excité à un état d'énergie plus faible, il émet un photon de fréquence <math>\nu =\frac{\Delta E}{h} </math> avec <math> \Delta E</math> la variation d'énergie entre les deux états et <math>h</math> la constante de Planck qui vaut environ <math>6,63.10^{-34}J.s</math>. }}<br />
<br />
En multipliant la période de la transition entre deux états de l'atome de Cesium par 9 192 631 770, on obtient une seconde. (On rappelle que la période <math>T</math> est égale à <math>\frac{1}{\nu}</math>).<br />
<br />
== Pour aller plus loin ==<br />
[https://www.youtube.com/watch?v=z3uDFcKI8wg TEDxParisSalon 2012 - Noel Dimarcq - Une brève histoire de la mesure du temps] (15min)<br />
<br />
[https://www.youtube.com/watch?v=l8CI3bs9rvY How Do Atomic Clocks Work?] (5min30)<br />
<br />
[https://www.youtube.com/watch?v=p2BxAu6WZI8 How an atomic clock works, and its use in the global positioning system (GPS)] (4min 30)<br />
<br />
== Bibliographie/Webographie ==<br />
<br />
BIPM: Résolution 9 de la 11e CGPM, 1960 [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/11/9/><br />
<br />
BIPM: Résolution 1 de la 13e CGPM, 1967/68. [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/13/1/><br />
<br />
SALOMON, Christophe. ''La mesure du Temps au XXIe siècle''. [en ligne]. Séminaire Poincaré XV Le Temps, 2010 [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bourbaphy.fr/salomon.pdf ><br />
<br />
Articles wikipédia: <br />
<br />
[https://en.wikipedia.org/wiki/Second Second] (en anglais)<br />
<br />
[https://fr.wikipedia.org/wiki/Seconde_(temps) Seconde (temps)] (en français)<br />
<br />
[https://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_clock Atomic clock] (en anglais)<br />
<br />
[https://fr.wikipedia.org/wiki/Horloge_atomique Horloge atomique] (en français)<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Seconde&diff=429
Seconde
2016-07-08T12:54:41Z
<p>Alice.thomas : modification "en bref"</p>
<hr />
<div><div align="justify"><br />
[[Catégorie:SI]]<br />
<br />
{{En bref| La seconde est l'unité de base de mesure du temps. 60 secondes forment une minute, et 60 minutes forment une heure. <br> Pour mesurer le temps, on se base sur un mouvement régulier qui se répète. <br> La seconde a d'abord été définie à partir de la rotation de la Terre sur elle-même, puis à partir de la rotation de la Terre autour du Soleil, en 1957. <br> [[File:Spectre_cesium.png | thumb|center| 900px| Spectre de l'atome de Césium dans le visible]] Aujourd'hui, et depuis 1967, la seconde est définie comme la '''durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de césium 133'''. Ce qu'il faut retenir ici, c'est que la seconde est définie de manière très précise en prenant comme référence l'atome, comme pour le mètre. On la mesure à l'aide d'horloges atomiques, qui sont très précises: le décalage n'est que d'une seconde tous les 3 milliards d'années pour les horloges les plus récentes! <br> <br> }} <br />
<br />
[[File:Clock-pendulum.gif|frame|right| 250px| Principe de fonctionnement d'une horloge à pendule qui bat la seconde]]<br />
<br />
La seconde est aujourd'hui définie comme la '''durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de césium 133'''. Ce qu'il faut retenir ici, c'est que la seconde est définie de manière très précise en prenant comme référence l'atome, comme pour le mètre.<br />
<br />
La seconde a d'abord été définie comme la 86 400e partie du jour solaire moyen. Le jour est découpé en 24 heures, qui sont découpées en 60 minutes, elles-même découpées en 60 secondes, ce qui nous fait bien un total de 86 400 secondes dans une journée. Cette durée est également proche du battement de coeur d'un homme adulte au repos.<br />
<br />
La rotation de la Terre sur elle-même n'étant pas uniforme, il a été décidé en 1957 de définir la seconde à partir de la rotation de la Terre autour du Soleil, c'est-à-dire à partir de l'année. La seconde est alors la fraction 1/31 556 925,9747 de l'année 1900.<br />
<br />
Lors de la 13e Conférence Générale des Poids et Mesures en 1967, la seconde a été définie non pas avec la Terre comme référence mais avec l'atome.<br />
<br />
Pour définir une seconde, il faut un mouvement régulier qui se répète à l'identique. Il faut alors trouver un mécanisme qui multiplie ou divise la période de ce mouvement régulier pour afficher les secondes.<br />
<br />
== Le pendule de Huygens ==<br />
Une horloge à pendule fonctionne, comme son nom l'indique, grâce à un pendule.<br />
<br />
Un pendule simple est une masse ponctuelle, c'est à dire, en pratique, de faible dimension (en théorie, elle est concentrée en un seul point), accrochée à un fil de masse négligeable. Sa position d'équilibre est la position verticale. Si on écarte le pendule de cette position d'équilibre, il va osciller périodiquement en décrivant un arc de cercle sous l'effet de la pesanteur. On peut montrer que la période des oscillations s'exprime par la relation: <math>T=2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}</math> avec <math>T</math> la période du pendule, <math>g</math> l'accélération de la pesanteur et <math> l</math> la longueur du fil. {{ Note|La période d'un pendule est le temps que met la masse pour effectuer un aller-retour en partant d'une position donnée.}} <br />
<br />
En 1644, il a été remarqué qu'un pendule ayant une longueur d'environ un mètre (ou du moins l'équivalent à cette époque, le mètre n'existant pas encore) a une période de deux secondes. Des mécanismes ont alors été inventés pour que la demi-période d'un tel pendule indique les secondes qui passent.<br />
<br />
Toutefois ces pendules ont quelques défauts: d'une part, la longueur du fil change avec la température. S'il fait chaud, le fil se dilate et est plus long. D'autre part, la période du pendule dépend de <math> g </math>, qui n'est pas constant sur Terre.<br />
<br />
== La montre à quartz ==<br />
Le principe de fonctionnement d'une montre à quartz est basé sur la faculté du cristal de quartz à vibrer à une fréquence bien définie lorsqu'on le stimule électriquement. La pile fournit de l'énergie électrique au cristal, qui va alors vibrer à une [[fréquence]] de 32 768 Hertz. Ces vibrations alimentent un moteur qui va faire tourner les aiguilles de la montre. <br />
<br />
Une telle montre se décale d'une seconde tous les 20 ans environ.<br />
<br />
== L'horloge atomique ==<br />
Dans le cas d'une horloge atomique, le mouvement régulier qui sert de base est la période de transition d'un atome de Cesium 133. {{Note|[[File:Emission.png|frame|right| 250px| Schéma du principe de l'émission d'un photon lors d'une transition de désexcitation entre 2 niveaux d'énergie discrets Ej et Ei d'un atome ou ion.]] Un atome possède des niveaux d'énergie bien définis. On dit que l'énergie d'un atome est ''quantifiée''. <br> Lorsqu'un atome passe d'un état d'énergie excité à un état d'énergie plus faible, il émet un photon de fréquence <math>\nu =\frac{\Delta E}{h} </math> avec <math> \Delta E</math> la variation d'énergie entre les deux états et <math>h</math> la constante de Planck qui vaut environ <math>6,63.10^{-34}J.s</math>. }}<br />
<br />
En multipliant la période de la transition entre deux états de l'atome de Cesium par 9 192 631 770, on obtient une seconde. (On rappelle que la période <math>T</math> est égale à <math>\frac{1}{\nu}</math>).<br />
<br />
== Pour aller plus loin ==<br />
[https://www.youtube.com/watch?v=z3uDFcKI8wg TEDxParisSalon 2012 - Noel Dimarcq - Une brève histoire de la mesure du temps] (15min)<br />
<br />
[https://www.youtube.com/watch?v=l8CI3bs9rvY How Do Atomic Clocks Work?] (5min30)<br />
<br />
[https://www.youtube.com/watch?v=p2BxAu6WZI8 How an atomic clock works, and its use in the global positioning system (GPS)] (4min 30)<br />
<br />
== Bibliographie/Webographie ==<br />
<br />
BIPM: Résolution 9 de la 11e CGPM, 1960 [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/11/9/><br />
<br />
BIPM: Résolution 1 de la 13e CGPM, 1967/68. [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/13/1/><br />
<br />
SALOMON, Christophe. ''La mesure du Temps au XXIe siècle''. [en ligne]. Séminaire Poincaré XV Le Temps, 2010 [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bourbaphy.fr/salomon.pdf ><br />
<br />
Articles wikipédia: <br />
<br />
[https://en.wikipedia.org/wiki/Second Second] (en anglais)<br />
<br />
[https://fr.wikipedia.org/wiki/Seconde_(temps) Seconde (temps)] (en français)<br />
<br />
[https://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_clock Atomic clock] (en anglais)<br />
<br />
[https://fr.wikipedia.org/wiki/Horloge_atomique Horloge atomique] (en français)<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Incertitudes_de_mesure&diff=428
Incertitudes de mesure
2016-07-08T12:51:23Z
<p>Alice.thomas : /* Comment réduire les incertitudes? */</p>
<hr />
<div>Toute mesure est réalisée avec une incertitude. Cette incertitude peut être due à l'erreur humaine, à la précision limitée de l'appareil de mesure... <br />
Ainsi, lorsqu'on présente un résultat de mesure, il est important de préciser l'incertitude correspondante afin de pouvoir évaluer la précision de ce résultat.<br />
<br />
On présente généralement un résultat sous la forme: <math>M=m\pm \Delta M</math> avec <math> M </math> le résultat final de la grandeur mesurée, <math>m</math> la valeur estimée du résultat de cette grandeur (lue sur l'appareil de mesure) et <math> \Delta M </math> l'incertitude associée. Cela signifie que le résultat de la mesure est compris dans l'intervalle <math>[m+\Delta M, m-\Delta M]</math>. <br />
<br />
Prenons un exemple concret:<br />
[[File:Règle.png|frame |center |]]<br />
On cherche ici à mesurer la longueur de l'objet bleu. Pour cela, on utilise une règle graduée toutes les centimètres. On trouve que la longueur est légèrement au dessus de 11cm, mais les graduations ne nous permettent pas de déterminer précisément à quel endroit entre 11 et 12cm la longueur se situe. On peut alors écrire que <math> M = 11\pm 1 cm</math>. Cela veut dire que la longueur de l'objet est comprise entre <math>10cm</math> et <math>12cm</math>.<br />
<br />
===Comment réduire les incertitudes?===<br />
<br />
Pour réduire les incertitudes sur une mesure, et donc effectuer une mesure plus précise, on peut tout d'abord utiliser un instrument de mesure plus précis. Par exemple, dans le cas de notre règle graduée, une règle graduée tous les millimètres aurait permis de déterminer la longueur de l'objet au millimètre près.<br />
<br />
Une autre technique peut être de répéter la même mesure dans des conditions strictement identiques, et d'effectuer une moyenne de tous les résultats de mesure obtenus. En effet, la moyenne de plusieurs mesures est plus proche de la valeur vraie que la valeur d'une seule mesure.<br />
<br />
===Fidélité et justesse===<br />
[[File:Precision_metrologique.png |frame |center |]]<br />
Imaginons que nous répétons plusieurs fois la même mesure, avec le même instrument, dans des conditions identiques, et traçons une croix sur un cercle pour chacun des résultats obtenus. On suppose que la valeur vraie de la mesure se situe au centre du cercle.<br />
<br />
Un instrument est dit '''fidèle''' si on observe peu de dispersion. Les points sont centrés autour de leur moyenne, mais pas autour de la valeur vraie. On parle alors d''''erreur systématique'''.<br />
<br />
Il est dit '''juste''' si les points sont situés autour de la valeur vraie, mais très dispersés. Il y a alors peu d'erreur systématique, mais l'instrument n'est pas précis.<br />
<br />
Enfin, si l'instrument est fidèle et juste, on dit qu'il est '''exact'''. Les points sont centrés autour de la valeur vraie.<br />
<br />
<br />
===Notation scientifique===<br />
La '''notation scientifique''' est utilisée par les scientifiques lorsqu'ils doivent écrire de très grands ou de très petits nombres. <br />
<br />
Elle consiste à écrire les nombres sous la forme: <math>a\times 10^{n}</math> avec <math>1\leq a< 10</math> et <math>n</math> un nombre entier.<br />
<br />
Un exemple: pour faciliter les calculs, on arrondi souvent la [[vitesse de la lumière]] à 300 000km/s, soit 300 000 000m/s. En notation scientifique, ce nombre s'écrit: <math>3\times 10^{8}</math>m/s.<br />
===Chiffres significatifs===<br />
<br />
Il est important, lorsqu'on publie un résultat, d'exprimer l'incertitude correspondante, avec le bon nombre de '''chiffres significatifs''', c'est à dire des chiffres qui ont une signification réelle.<br />
<br />
Pour connaitre le nombre de chiffres significatifs d'un nombre, il faut suivre quelques règles:<br />
*Les chiffres '''non nuls''' (différents de 0) sont '''toujours''' significatifs<br />
*Un 0 n'est pas significatif s'il est placé en tête du nombre<br />
*Un 0 est significatif s'il est placé à la fin du nombre.<br />
<br />
Quelques exemples: <br />
* 42 : 2 chiffres significatifs<br />
* 4,2 : 2 chiffres significatifs<br />
* 0,42 : 2 chiffres significatifs<br />
* 0,420 : 3 chiffres significatifs<br />
<br />
Si on reprend l'exemple de notre règle graduée tous les centimètres, dire que m vaut 11,2cm n'a pas de sens, puisque la règle n'est pas assez précise. <br />
<br />
<br />
Lorsque l'on additionne, soustrait, divise ou multiplie des nombres, le résultat de doit pas avoir plus de décimales que le nombre qui en a le moins.<br />
<br />
Exemple: calculons par exemple le périmètre <math>p</math> d'un cercle de rayon <math>r=4,2cm</math>. On utilise la formule: <math>p=\pi r^{2}</math>. La calculatrice nous donne alors <math>p=55,41796944...</math> Mais <math>r</math> n'ayant que deux chiffres significatifs, il faut écrire <math>p=55cm^{2}</math>. Pour écrire ce résultat en unités du Système International, il faut écrire : <math>p=5,5\times 10^{-1}m^{2}</math>.<br />
<br />
<br />
Pour arrondir un nombre avec le bon nombre de chiffres significatifs, on utilise la règle suivante:<br />
*Si le chiffre suivant est 0, 1, 2, 3 ou 4: on arrondi à l'inférieur<br />
*Si le chiffre suivant est 5, 6, 7, 8 ou 9: on arrondi au supérieur.<br />
<br />
Exemple: on veut arrondir au dixième (un chiffre après la virgule) les nombres suivants:<br />
*1,456 devient 1,5<br />
*1,042 devient 1,0<br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
LANGEVIN-JOLIOT, Hélène ; HAÏSSINSKI, Jacques. ''Science et culture : Repères pour une culture scientifique commune''. Éd. Apogée, 2015, 160 p. ISBN 978-2-84398-473-0<br />
<br />
Eduscol : ''Mesure et incertitudes''. [en ligne]. Ressources pour le cycle terminal général et technologique. © MENJVA/DGESCO-IGEN. [consulté le 6 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://national.udppc.asso.fr/attachments/article/537/_ressources_MathPC_Mesure_et_incertitudes_eduscol_214070.pdf></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Incertitudes_de_mesure&diff=427
Incertitudes de mesure
2016-07-08T12:49:37Z
<p>Alice.thomas : arrondi</p>
<hr />
<div>Toute mesure est réalisée avec une incertitude. Cette incertitude peut être due à l'erreur humaine, à la précision limitée de l'appareil de mesure... <br />
Ainsi, lorsqu'on présente un résultat de mesure, il est important de préciser l'incertitude correspondante afin de pouvoir évaluer la précision de ce résultat.<br />
<br />
On présente généralement un résultat sous la forme: <math>M=m\pm \Delta M</math> avec <math> M </math> le résultat final de la grandeur mesurée, <math>m</math> la valeur estimée du résultat de cette grandeur (lue sur l'appareil de mesure) et <math> \Delta M </math> l'incertitude associée. Cela signifie que le résultat de la mesure est compris dans l'intervalle <math>[m+\Delta M, m-\Delta M]</math>. <br />
<br />
Prenons un exemple concret:<br />
[[File:Règle.png|frame |center |]]<br />
On cherche ici à mesurer la longueur de l'objet bleu. Pour cela, on utilise une règle graduée toutes les centimètres. On trouve que la longueur est légèrement au dessus de 11cm, mais les graduations ne nous permettent pas de déterminer précisément à quel endroit entre 11 et 12cm la longueur se situe. On peut alors écrire que <math> M = 11\pm 1 cm</math>. Cela veut dire que la longueur de l'objet est comprise entre <math>10cm</math> et <math>12cm</math>.<br />
<br />
===Comment réduire les incertitudes?===<br />
<br />
Pour réduire les incertitudes sur une mesure, et donc effectuer une mesure plus précise, on peut tout d'abord utiliser un instrument de mesure plus précis. Par exemple, dans le cas de notre règle graduée, une règle graduée tous les millimètres aurait permis de déterminer la longueur de l'objet au millimètre près.<br />
<br />
Une autre technique peut être de répéter la même mesure dans des conditions strictement identiques, et d'effectuer une moyenne de tous les résultats de mesure obtenus.<br />
<br />
===Fidélité et justesse===<br />
[[File:Precision_metrologique.png |frame |center |]]<br />
Imaginons que nous répétons plusieurs fois la même mesure, avec le même instrument, dans des conditions identiques, et traçons une croix sur un cercle pour chacun des résultats obtenus. On suppose que la valeur vraie de la mesure se situe au centre du cercle.<br />
<br />
Un instrument est dit '''fidèle''' si on observe peu de dispersion. Les points sont centrés autour de leur moyenne, mais pas autour de la valeur vraie. On parle alors d''''erreur systématique'''.<br />
<br />
Il est dit '''juste''' si les points sont situés autour de la valeur vraie, mais très dispersés. Il y a alors peu d'erreur systématique, mais l'instrument n'est pas précis.<br />
<br />
Enfin, si l'instrument est fidèle et juste, on dit qu'il est '''exact'''. Les points sont centrés autour de la valeur vraie.<br />
<br />
<br />
===Notation scientifique===<br />
La '''notation scientifique''' est utilisée par les scientifiques lorsqu'ils doivent écrire de très grands ou de très petits nombres. <br />
<br />
Elle consiste à écrire les nombres sous la forme: <math>a\times 10^{n}</math> avec <math>1\leq a< 10</math> et <math>n</math> un nombre entier.<br />
<br />
Un exemple: pour faciliter les calculs, on arrondi souvent la [[vitesse de la lumière]] à 300 000km/s, soit 300 000 000m/s. En notation scientifique, ce nombre s'écrit: <math>3\times 10^{8}</math>m/s.<br />
===Chiffres significatifs===<br />
<br />
Il est important, lorsqu'on publie un résultat, d'exprimer l'incertitude correspondante, avec le bon nombre de '''chiffres significatifs''', c'est à dire des chiffres qui ont une signification réelle.<br />
<br />
Pour connaitre le nombre de chiffres significatifs d'un nombre, il faut suivre quelques règles:<br />
*Les chiffres '''non nuls''' (différents de 0) sont '''toujours''' significatifs<br />
*Un 0 n'est pas significatif s'il est placé en tête du nombre<br />
*Un 0 est significatif s'il est placé à la fin du nombre.<br />
<br />
Quelques exemples: <br />
* 42 : 2 chiffres significatifs<br />
* 4,2 : 2 chiffres significatifs<br />
* 0,42 : 2 chiffres significatifs<br />
* 0,420 : 3 chiffres significatifs<br />
<br />
Si on reprend l'exemple de notre règle graduée tous les centimètres, dire que m vaut 11,2cm n'a pas de sens, puisque la règle n'est pas assez précise. <br />
<br />
<br />
Lorsque l'on additionne, soustrait, divise ou multiplie des nombres, le résultat de doit pas avoir plus de décimales que le nombre qui en a le moins.<br />
<br />
Exemple: calculons par exemple le périmètre <math>p</math> d'un cercle de rayon <math>r=4,2cm</math>. On utilise la formule: <math>p=\pi r^{2}</math>. La calculatrice nous donne alors <math>p=55,41796944...</math> Mais <math>r</math> n'ayant que deux chiffres significatifs, il faut écrire <math>p=55cm^{2}</math>. Pour écrire ce résultat en unités du Système International, il faut écrire : <math>p=5,5\times 10^{-1}m^{2}</math>.<br />
<br />
<br />
Pour arrondir un nombre avec le bon nombre de chiffres significatifs, on utilise la règle suivante:<br />
*Si le chiffre suivant est 0, 1, 2, 3 ou 4: on arrondi à l'inférieur<br />
*Si le chiffre suivant est 5, 6, 7, 8 ou 9: on arrondi au supérieur.<br />
<br />
Exemple: on veut arrondir au dixième (un chiffre après la virgule) les nombres suivants:<br />
*1,456 devient 1,5<br />
*1,042 devient 1,0<br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
LANGEVIN-JOLIOT, Hélène ; HAÏSSINSKI, Jacques. ''Science et culture : Repères pour une culture scientifique commune''. Éd. Apogée, 2015, 160 p. ISBN 978-2-84398-473-0<br />
<br />
Eduscol : ''Mesure et incertitudes''. [en ligne]. Ressources pour le cycle terminal général et technologique. © MENJVA/DGESCO-IGEN. [consulté le 6 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://national.udppc.asso.fr/attachments/article/537/_ressources_MathPC_Mesure_et_incertitudes_eduscol_214070.pdf></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=M%C3%A8tre&diff=426
Mètre
2016-07-08T11:32:43Z
<p>Alice.thomas : ajout citation</p>
<hr />
<div><div align="justify"><br />
[[Catégorie:SI]]<br />
''Prenez 16 hommes, des petits et des grands, au moment où ils sortent de l'église, et demandez-leur de poser un pied après l'autre ; et la longueur ainsi obtenue fournira une règle juste et commune pour mesurer les champs.'' (Köbel, J., Geometrei, 1536)<br />
{{En bref| Le mètre a été défini à la révolution française afin d'unifier les mesures qui étaient différentes selon les métiers ou les régions. En effet, pas facile de s'y retrouver lorsque l'on mesure en pieds, le voisin en toises, et l'autre voisin en pouces! <br> <br> Le mètre a tout d'abord été défini comme la [[#Le méridien de Méchain et Delambre|dix-millionième partie du quart du méridien terrestre]], c'est à dire une partie du cercle qui fait le tour de la Terre en passant par ses pôles. Il a alors fallu mesurer cette partie de méridien. Deux astronomes français, Méchain et Delambre, effectueront cette mesure en pleine période révolutionnaire. <br> <br> Mais cette mesure du mètre n'est pas assez précise pour les travaux de spectroscopie et d'interférométrie au 20e siècle. Le mètre a donc été défini à partir de la [[#Le mètre optique|longueur d'onde du krypton]], un gaz noble. <br> Lorsque la [[vitesse de la lumière]] a été fixée comme constante universelle en 1983, le mètre a été défini à partir de cette constante et de la mesure de la seconde. Le mètre est donc aujourd'hui la '''longueur parcourue dans le vide par la lumière pendant 1/299 792 458 seconde'''. }} <br />
<br />
== Origine du mètre == <br />
<br />
Avant le 18e siècle, pour mesurer les longueurs, différentes unités sont utilisées, qui peuvent varier selon les régions ou la taille de l'objet mesuré: le pied, par exemple, le pouce, ou encore la lieue, qui est à l'origine la distance que peut parcourir un homme en une heure. Ces grandeurs varient selon les personnes et ne sont donc pas universelles.<br />
<br />
En 1790, aux Etats-Unis, le président Thomas Jefferson propose un système décimal d'unités pour simplifier les transactions et limiter les fraudes, mais le Congrès américain oublie vite l'idée. C'est en France, dans le climat propice aux innovations qu'est la révolution française, que l'uniformisation des unités a été décidée. <br />
<br />
En 1791, une commission chargée de fixer la base de l'unité des mesures "''à tous les temps, à tous les peuples''" est créée. Cette commission cherche alors à rapporter ces unités à un étalon universel qui servirait de référence et serait basé sur un phénomène naturel, et non pas sur la longueur du pouce du roi. Plusieurs propositions sont alors faites: la longueur du pendule battant la seconde, ou la dix millionième partie du quart du méridien terrestre.<br />
<br />
== Le pendule battant la seconde ==<br />
<br />
[[File:Pendule_simple.png|frame|right|Schéma d'un pendule simple]]<br />
Un pendule simple est une masse ponctuelle, c'est à dire, en pratique, de faible dimension (en théorie, elle est concentrée en un seul point), accrochée à un fil de masse négligeable. Sa position d'équilibre est la position verticale. Si on écarte le pendule de cette position d'équilibre, il va osciller périodiquement en décrivant un arc de cercle sous l'effet de la pesanteur. On peut montrer que la période des oscillations s'exprime par la relation: <math>T=2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}</math> avec <math>T</math> la période du pendule, <math>g</math> l'accélération de la pesanteur et<math> l</math> la longueur du fil. {{ Note|La période d'un pendule est le temps que met la masse pour effectuer un aller-retour en partant d'une position donnée.}}<br />
<br />
Jean Picard, un astronome français du 17e siècle, propose de prendre comme étalon universel la '''longueur d'un pendule simple qui bat la seconde'''. Il entend par là un pendule dont la demi-période vaut une seconde. Si on exprime <math>l</math> en fonction de <math>T</math>, on a: <math>l=(\frac{T}{2\pi })^{2}\times g</math>. Donc si on prend la demi-période égale à une seconde, on a <math>T=2</math> et l'équation devient: <math>l=\frac{g}{\pi ^{2}}</math><br />
<br />
La période du pendule, et donc la longueur du fil pour une période fixée, dépend de <math>g</math>, l'accélération de la pesanteur. Or, cette accélération n'est pas constante sur Terre: elle dépend de plusieurs paramètres, dont la latitude et l'altitude. L'étalon n'est donc pas universel, il dépend de l'endroit où l'on se trouve. C'est principalement pour cette raison que le quart de méridien a été choisi comme référence à la place du pendule.<br />
<br />
== Le méridien de Méchain et Delambre ==<br />
<br />
* 1971: La Terre est choisie comme référence de base pour la définition du mètre. Le quart de méridien terrestre, du pôle à l'équateur, est choisi comme unité de longueur. Un mètre représente alors la '''dix millionième partie de ce quart de méridien'''. Il faut alors mesurer un arc de ce quart de méridien pour connaitre sa longueur. {{Note|A cette époque, on appelle méridien terrestre un cercle complet autour de la Terre passant par ses deux pôles. }}<br />
<br />
Les astronomes Pierre Méchain et Jean-Baptiste Delambre sont alors chargés de mesurer la distance entre Dunkerque et Barcelone.[[File:Méchain.jpg|thumb|150px|right|Pierre Méchain (Stoyan R. et al. Atlas of the Messier Objects: Highlights of the Deep Sky. — Cambridge: Cambridge University Press, 2008. — P. 23.) ]] [[File:Delambre.jpg|thumb|150px|right|Jean-Baptiste Delambre (Henri Coroênne — Bibliothèque de l’Observatoire de Paris)]] Méchain part de Barcelone tandis que Delambre part de Dunkerque, les deux astronomes doivent se retrouver à Rodez. Ils vont utiliser la méthode de [[Distances sur Terre#triangulation|triangulation]].<br />
<br />
<br />
{{Note|[[File:Méridienne_de_Paris.jpg|thumb|200|left|Méridienne de Paris (D'après travaux de J. Cassini - BnF, Gallica)]] [[File:Cercle_repetiteur.png|thumb|150px|right|Cercle répétiteur de Borda (François Arago - Extrait de "Astronomie populaire" Tome 3 de François ARAGO sur Wikisource)]]Cette méthode avait déjà été utilisée par Cassini au début du 18e siècle pour déterminer la longueur de la méridienne de Paris (aussi appelée méridienne de France). Il s'agit du méridien passant par l'Observatoire de Paris. Toutefois les mesures effectuées par Méchain et Delambre sont beaucoup plus précises grâce au perfectionnement du cercle répétiteur, mis au point par Borda et amélioré par Lenoir. Cet instrument permet de mesurer les angles avec une grande précision en répétant les mesures de nombreuses fois. }}<br />
<br />
<br />
Le contexte historique et politique de l'époque va fortement ralentir les mesures. Le périple, qui devait durer un an, en durera 7. <br />
Delambre souhaite effectuer ses mesures depuis les stations utilisées par Cassini. Mais la plupart on été détruites, ou nécessitent d'importants travaux de rénovation. De plus, sa progression est ralentie car le peuple est majoritairement anti-royaliste, et son laissez-passer est signé directement par Louis XVI. La prison le guette. Il réussit tout de même à terminer les mesures de quatorze stations en 8 mois. Il est alors à Paris et obtient un nouveau passeport, cette fois-ci non signé par le roi, qui a été guillotiné le 21 janvier 1793.<br />
<br />
* Mars 1793: La France déclare la guerre à l'Angleterre et à l'Espagne. Méchain termine toutefois ses mesures juste avant la déclaration de guerre, mais il est contraint de résider à Barcelone. Il se rend alors chez un ami, où il est victime d'un grave accident qui le plonge dans le coma. Il en sort une semaine plus tard, avec les côtes et l'épaule droite cassées. <br />
<br />
* 1er août 1793: A Paris, un mètre provisoire est défini. Seize mètres étalons sont disposés à Paris, dans les lieux les plus fréquentés. Aujourd'hui il en reste deux: un au 36 rue de Vaugirard, et un autre au 13 de la place Vendôme. [[File:Metre_etalon.jpg|frame|center|Mètre étalon, au 36 rue de Vaugirard (LPLT/Wikimedia commons)]]<br />
<br />
* Décembre 1793: Delambre est destitué de la Commission des poids et mesures pour avoir soutenu Lavoisier, considéré comme traitre de la nation. La France est alors en pleine période de Terreur. Les opérations de mesures de la Méridienne sont interrompues pendant dix-sept mois. Méchain se réfugie en Italie pendant un an. <br />
<br />
* 1795: Une loi institue le système métrique décimal: ''Art. 2: Il n'y aura qu'un seul étalon des poids et mesures pour toute la France ; ce sera une règle de platine sur laquelle sera tracé le mètre, qui a été adopté pour l'unité fondamentale de tout le système des mesures. Les mesures seront marquées du poinçon de la République.'' Une Agence temporaire des poids et mesures est créée pour remplacer l'ancienne Commission. Delambre et Méchain sont appelés à reprendre leurs mesures. Méchain s'occupe alors de relier les triangles de la frontière entre la France et l'Espagne, la guerre étant finie. Cela lui prend trois mois, malgré des conditions météorologiques et géographiques difficiles. <br />
* 1796: L'Agence temporaire est remplacée par le Bureau des poids et mesures. <br />
* 1798: Delambre et Méchain ont fini tous les triangles, et se retrouvent à Carcassonne après plus de six ans de séparation. Il se rendent ensemble à Paris à la fin du mois de novembre, où le mètre "vrai et définitif" est défini. Il s'avère alors qu'il est plus court que le mètre temporaire, mais la différence est négligeable pour les usages courants. Les mètres provisoires déjà diffusés vont être conservés et vont devenir définitifs. Aujourd'hui, il s'avère que le mètre temporaire est plus proche du mètre actuel que le mètre "vrai"!<br />
* 1840: Le système métrique est décrété en France. Il est peu à peu adopté par les autres pays. Un mètre étalon en platine iridié est conservé au pavillon de Breteuil, ainsi qu’un kilogramme étalon, lui aussi en platine iridié.<br />
[[File:Breteuil.jpg|frame|center|Pavillon de Breuteuil, où sont conservés le mètre et le kilogramme étalon en platine iridié (NIST)]]<br />
<br />
== Le mètre optique ==<br />
<br />
===Longueur d'onde du krypton 86===<br />
Au début du 20e siècle, les techniques de spectroscopie et d’interférométrie font leur apparition. {{ Note|[[File:Krypton_Spectrum.jpg|frame|right|Spectre du krypton]]La spectroscopie est l'étude de la décomposition de la lumière, par un prisme par exemple. On observe des raies spectrales, qui ont des longueurs d'ondes bien définies propres à chaque atome.}} <br />
Le mètre actuel n’est alors pas assez précis, il faut définir un nouveau mètre: le mètre optique. Le mètre est alors défini comme '''1 650 763,73 longueurs d’onde dans le vide de la radiation orangée du krypton 89'''. <br />
{{ Note|[[File:longueurdonde.png|right|250px]] La lumière se comporte comme une onde, c'est-à-dire une perturbation qui se propage dans un milieu. Un bon moyen de se représenter une onde est d'imaginer une vague. La [[longueur d'onde]] est alors la distance qui sépare deux crêtes de la vague. La lumière se propage de la même manière que cette vague et possède une longueur d'onde. }}<br />
Il s’agit bien d’un étalon naturel, reproductible et invariant. Sa précision est 50 fois supérieure à celle du mètre précédent. Mais la lumière émise par le krypton 86 est incohérente, ce qui rend cet étalon difficile à utiliser.{{ Note|[[File:interférences.jpg|frame|right|On peut observer des interférences en jetant deux cailloux dans une mare au même moment.]] Des ondes sont dites incohérentes si elles ne produisent pas d'interférences lorsqu'on les combine. Il y a interférence si les ondes interagissent l'une avec l'autre. C'est ce phénomène d'interférence qui est à l'origine des irisations que l'on peut observer sur les bulles de savon. [[File:Bubble.jpg|frame|left|Phénomène d'irisation sur une bulle de savon]] }}<br />
<br />
===Vitesse de la lumière===<br />
En 1975, la [[vitesse de la lumière]] c est fixée comme constante universelle, et n’a donc plus d’incertitude. Le 20 octobre 1983, il est décidé que le mètre n’est plus une unité fondamentale mais une unité dérivée de la seconde et de la vitesse de la lumière. Il est alors défini comme la '''longueur parcourue dans le vide par la lumière pendant 1/299 792 458 seconde'''. Ce nouvel étalon est 30 fois plus précis que le précédent, car dans sa définition seule la seconde possède une incertitude.<br />
<br />
== Bibliographie/Webographie ==<br />
<br />
GUEDJ, Denis. ''Le mètre du monde''. Paris : Éd. du Seuil, 2000. 396 p. ISBN 978-2-7578-2490-0<br />
<br />
PERDIJON, Jean. ''La mesure: Histoire, science et philosophie''. Paris: Junod, 2004. 132p. ISBN 2-10-007253-6<br />
<br />
La métrologie française: Histoire de la mesure. [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.metrologie-francaise.fr/fr/histoire/histoire-mesure.asp><br />
<br />
FEVRIER, Denis: Histoire du mètre. [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.entreprises.gouv.fr/metrologie/histoire-metre><br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Kelvin&diff=425
Kelvin
2016-07-08T11:11:14Z
<p>Alice.thomas : densité</p>
<hr />
<div>[[Catégorie:SI]]<br />
<div align="justify"><br />
{{En bref| [[File:Translational_motion.gif |frame |right |L'origine de la température peut être expliquée par l'agitation microscopique des molécules et des atomes.]] Le '''kelvin''' (symbole '''K''') est l'unité du système international (SI) pour la '''température'''. <br> La température est liée à l'agitation des molécules au niveau macroscopique. Pour faire simple, plus les molécules bougent, plus il fait chaud. La température '''0K''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. On appelle cette température le '''zéro absolu'''. <br> <br> Dans la vie quotidienne, on utilise plutôt le degré Celsius (°C). Pour convertir des degrés Celsius en kelvin, il suffit d'ajouter 273,15 à la valeur de la température en degrés Celsius. <br> <br> Pour mesurer une température, on utilise un '''thermomètre'''. La plupart du temps, le principe de cet instrument se base sur la '''dilatation''' des corps avec la chaleur : en effet, lorsqu'il fait chaud, le volume des objets augmente légèrement. C'est pour cela que, sur un thermomètre à alcool, le niveau de liquide augmente lorsque la température augmente.}}<br />
<br />
==Degré Celsius et Kelvin==<br />
[[File:Point_triple_eau.png |thumb |right |Etat de l'eau selon la température et la pression. <br> Une atmosphère (atm) correspond à une pression d'environ 100 000Pa. Il s'agit de la pression atmosphérique normale.]]<br />
Historiquement, l'échelle de mesure de la température était défini ainsi:<br />
*Le point de congélation de l'eau correspond à une température de 0°C (degrés Celsius),<br />
*Le point d'ébullition de l'eau correspond à une température de 100°C. {{Note|Ces points sont définis sous la pression atmosphérique, qui vaut environ 1bar soit <math>10^{{5}}</math>Pa. En effet, l'état de la matière dépend de la température mais aussi de la pression.}}<br />
Cette échelle correspond à l''''échelle centigrade''', qui est donc une échelle relative. <br />
<br />
En 1848, Lord Kelvin propose une nouvelle échelle de température, absolue cette fois: le '''zéro absolu''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. Il s'agit donc de la température la plus basse qui puisse exister dans l'univers. Le zéro absolu correspond à une température de '''0K'''. Dans cette échelle, le point de référence est le '''point triple de l'eau''': il s'agit des conditions dans lesquelles les trois états solide, liquide et gaz de l'eau coexistent. La température du point triple de l'eau est fixée à 273,16K.<br />
<br />
L'échelle Celsius a donc été redéfinie ainsi: <math>T_{K} = T_{C} + 273,15</math> avec <math>T_{K}</math> la température en Kelvin et <math>T_{C}</math> la température en degrés Celsius. Une variation de 1°C correspond donc à une variation de 1K. <br />
<br />
Dans la vie courante, nous utilisons principalement les degrés Celsius. Mais l'unité du système international pour la température est le Kelvin.<br />
<br />
==Comment mesurer la température?==<br />
[[File:Thermoscope.jpg |thumb |left | 200px|Thermoscope de Galilée]]<br />
===Le thermoscope===<br />
Au début du 17e siècle, Galilée comprend que l'air se dilate avec la chaleur, et se contracte avec le froid. Il met alors au point un appareil appelé '''thermoscope'''.<br />
<br />
Cet appareil est composé d'un ballon en verre relié à un tube fin, en verre également. Le tube est plongé dans un liquide. Lorsque le ballon, et donc l'air qui est à l'intérieur, est chaud, ce dernier se dilate et prend plus de place. Le niveau du liquide (de l'eau) présent dans le tube baisse donc. Lorsque l'air se refroidit, il se contracte, prend moins de place et le niveau du liquide augmente. <br />
<br />
Cet appareil ne permet pas de mesurer la température à proprement parler, mais des variations de température.<br />
[[File:Thermomètre_alcool.jpg|thumb |right| 200px |Thermomètre à alcool]]<br />
<br />
===Thermomètre à alcool===<br />
La plupart des thermomètres fonctionnent sur le principe de la dilatation des corps avec la chaleur. Un '''thermomètre à alcool''' est composé d'un tube de verre très fin dans lequel se trouve de l'alcool coloré. Lorsque la température augmente, l'alcool se dilate et son niveau dans le tube augmente. <br />
<br />
Il faut alors étalonner le thermomètre pour placer les graduations au bon endroit. Pour cela, soit on compare le thermomètre à étalonner à un autre thermomètre, soit on l'étalonne par rapport à un phénomène physique dont on connait la température. Par exemple, dans l'échelle Celsius, la plus utilisée dans la vie courante, on sait que l'eau gèle à 0°C et bout à 100°C. On marque alors ces points, puis il suffit de diviser l'intervalle entre ces deux valeurs de manière régulière.<br />
[[File:Thermomètre_galilée.jpg|thumb |left | 200px|Thermomètre de Galilée]]<br />
<br />
===Thermomètre de Galilée===<br />
Le '''thermomètre de Galilée''' est composé d'un tube en verre rempli d'un liquide dans lequel se trouvent des flotteurs avec une densité proche de celle du liquide. {{Note|La '''densité''' d'un corps est le rapport de sa '''masse volumique''' sur la masse volumique d'un corps de référence. L''''eau''' est la référence pour les liquides et les solides, et l''''air''' est la référence pour les gaz. <br> <br> La masse volumique correspond à la masse par unité de volume. Dans le système international, elle s'exprime en <math>kg/m^{3}</math> (kilogramme par mètre cube). La masse volumique de l'eau vaut 1000<math>kg/m^{3}</math>. En effet 1L (soit 1<math>dm^{3}</math>) d'eau pèse, par définition, 1kg, et il y a 1000L dans 1<math>m^{3}</math>.<br> <br> Ainsi, la densité de l'eau vaut 1. C'est une grandeur sans unité.}}<br />
Sous chaque flotteur, un médaillon est accroché et indique une température. Lorsque la température de la pièce dans laquelle se trouve le thermomètre augmente, la densité du liquide augmente. Lorsque cette densité devient plus faible que la densité d'un des flotteurs, celui-ci coule. Les flotteurs coulent alors un par un lorsque la température augmente.<br />
[[File:Thermomètre_cadran.jpg|thumb |right | 200px|Thermomètre à cadran et aiguille]]<br />
<br />
===Thermomètre à cadran et aiguille===<br />
Un thermomètre à cadran et aiguille fonctionne également sur le principe de la dilatation, mais de métaux cette fois. Deux lames de métaux différents sont collées l'une à l'autre, puis enroulées en spirale. Le centre de la spirale est fixé au centre du cadran, et l'extérieur est libre. Comme les deux métaux ont des coefficients de dilatation différents (c'est-à-dire qu'ils ne vont pas se dilater à la même vitesse), la spirale va se déformer lorsque la température change, ce qui va déplacer la pointe extérieure et donc l'aiguille, qui indiquera la température correspondante sur le cadrant.<br />
<br />
===Thermomètres électroniques===<br />
====Thermistances====<br />
Une thermistance est une résistance qui possède la propriété de varier en fonction de la température. Elles peuvent être utilisées pour des températures allant jusqu'à 300°C, soit 573,15K.{{Note|'''Résistance'''}}<br />
<br />
====Thermocouples====<br />
====Infrarouge====<br />
Un thermomètre à infrarouge mesure la température d'un objet à partir du rayonnement infrarouge qu'il émet.{{Note|Les rayonnements '''infrarouges''' sont des rayonnements électromagnétiques dont la [[longueur d'onde]] est comprise entre 700nm et 1mm. Ils ont une longueur d'onde supérieure au rayonnement visible et inférieure aux micro-ondes.}} Pour les températures élevées, comme un four où un incendie, un '''pyromètre''' fonctionne sur le même principe. <br />
<br />
On peut ainsi mesurer des températures sans contact, à distance.<br />
<br />
==Pour aller plus loin==<br />
[http://catalogue.museogalileo.it/multimedia/Thermoscope.html Fonctionnement du thermoscope de Galilée], Museo Galileo (1min20)<br />
<br />
[http://phymain.unisciel.fr/le-thermometre-de-galilee/ Le thermomètre de Galilée], Physique à main levée (2min)<br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
BIPM: Unité de température thermodynamique (kelvin) [en ligne]. Brochure sur le SI : Le Système international d'unités [8e édition, 2006 ; mise à jour en 2014]. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/publications/si-brochure/kelvin.htm><br />
<br />
Météo France: ''La mesure de la température''. [en ligne]. Version 1.0 - décembre 2008. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://files.meteofrance.com/files/education/temperature.pdf><br />
<br />
Article Wikipédia: [https://fr.wikipedia.org/wiki/Thermomètre#Thermom.C3.A8tre_.C3.A0_alcool Thermomètre]<br />
<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Kelvin&diff=424
Kelvin
2016-07-08T09:49:06Z
<p>Alice.thomas : /* Infrarouge */</p>
<hr />
<div>[[Catégorie:SI]]<br />
<div align="justify"><br />
{{En bref| [[File:Translational_motion.gif |frame |right |L'origine de la température peut être expliquée par l'agitation microscopique des molécules et des atomes.]] Le '''kelvin''' (symbole '''K''') est l'unité du système international (SI) pour la '''température'''. <br> La température est liée à l'agitation des molécules au niveau macroscopique. Pour faire simple, plus les molécules bougent, plus il fait chaud. La température '''0K''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. On appelle cette température le '''zéro absolu'''. <br> <br> Dans la vie quotidienne, on utilise plutôt le degré Celsius (°C). Pour convertir des degrés Celsius en kelvin, il suffit d'ajouter 273,15 à la valeur de la température en degrés Celsius. <br> <br> Pour mesurer une température, on utilise un '''thermomètre'''. La plupart du temps, le principe de cet instrument se base sur la '''dilatation''' des corps avec la chaleur : en effet, lorsqu'il fait chaud, le volume des objets augmente légèrement. C'est pour cela que, sur un thermomètre à alcool, le niveau de liquide augmente lorsque la température augmente.}}<br />
<br />
==Degré Celsius et Kelvin==<br />
[[File:Point_triple_eau.png |thumb |right |Etat de l'eau selon la température et la pression. <br> Une atmosphère (atm) correspond à une pression d'environ 100 000Pa. Il s'agit de la pression atmosphérique normale.]]<br />
Historiquement, l'échelle de mesure de la température était défini ainsi:<br />
*Le point de congélation de l'eau correspond à une température de 0°C (degrés Celsius),<br />
*Le point d'ébullition de l'eau correspond à une température de 100°C. {{Note|Ces points sont définis sous la pression atmosphérique, qui vaut environ 1bar soit <math>10^{{5}}</math>Pa. En effet, l'état de la matière dépend de la température mais aussi de la pression.}}<br />
Cette échelle correspond à l''''échelle centigrade''', qui est donc une échelle relative. <br />
<br />
En 1848, Lord Kelvin propose une nouvelle échelle de température, absolue cette fois: le '''zéro absolu''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. Il s'agit donc de la température la plus basse qui puisse exister dans l'univers. Le zéro absolu correspond à une température de '''0K'''. Dans cette échelle, le point de référence est le '''point triple de l'eau''': il s'agit des conditions dans lesquelles les trois états solide, liquide et gaz de l'eau coexistent. La température du point triple de l'eau est fixée à 273,16K.<br />
<br />
L'échelle Celsius a donc été redéfinie ainsi: <math>T_{K} = T_{C} + 273,15</math> avec <math>T_{K}</math> la température en Kelvin et <math>T_{C}</math> la température en degrés Celsius. Une variation de 1°C correspond donc à une variation de 1K. <br />
<br />
Dans la vie courante, nous utilisons principalement les degrés Celsius. Mais l'unité du système international pour la température est le Kelvin.<br />
<br />
==Comment mesurer la température?==<br />
[[File:Thermoscope.jpg |thumb |left | 200px|Thermoscope de Galilée]]<br />
===Le thermoscope===<br />
Au début du 17e siècle, Galilée comprend que l'air se dilate avec la chaleur, et se contracte avec le froid. Il met alors au point un appareil appelé '''thermoscope'''.<br />
<br />
Cet appareil est composé d'un ballon en verre relié à un tube fin, en verre également. Le tube est plongé dans un liquide. Lorsque le ballon, et donc l'air qui est à l'intérieur, est chaud, ce dernier se dilate et prend plus de place. Le niveau du liquide (de l'eau) présent dans le tube baisse donc. Lorsque l'air se refroidit, il se contracte, prend moins de place et le niveau du liquide augmente. <br />
<br />
Cet appareil ne permet pas de mesurer la température à proprement parler, mais des variations de température.<br />
[[File:Thermomètre_alcool.jpg|thumb |right| 200px |Thermomètre à alcool]]<br />
<br />
===Thermomètre à alcool===<br />
La plupart des thermomètres fonctionnent sur le principe de la dilatation des corps avec la chaleur. Un '''thermomètre à alcool''' est composé d'un tube de verre très fin dans lequel se trouve de l'alcool coloré. Lorsque la température augmente, l'alcool se dilate et son niveau dans le tube augmente. <br />
<br />
Il faut alors étalonner le thermomètre pour placer les graduations au bon endroit. Pour cela, soit on compare le thermomètre à étalonner à un autre thermomètre, soit on l'étalonne par rapport à un phénomène physique dont on connait la température. Par exemple, dans l'échelle Celsius, la plus utilisée dans la vie courante, on sait que l'eau gèle à 0°C et bout à 100°C. On marque alors ces points, puis il suffit de diviser l'intervalle entre ces deux valeurs de manière régulière.<br />
[[File:Thermomètre_galilée.jpg|thumb |left | 200px|Thermomètre de Galilée]]<br />
<br />
===Thermomètre de Galilée===<br />
Le '''thermomètre de Galilée''' est composé d'un tube en verre rempli d'un liquide dans lequel se trouvent des flotteurs avec une densité proche de celle du liquide. {{Note|'''Densité'''}}<br />
Sous chaque flotteur, un médaillon est accroché et indique une température. Lorsque la température de la pièce dans laquelle se trouve le thermomètre augmente, la densité du liquide augmente. Lorsque cette densité devient plus faible que la densité d'un des flotteurs, celui-ci coule. Les flotteurs coulent alors un par un lorsque la température augmente.<br />
[[File:Thermomètre_cadran.jpg|thumb |right | 200px|Thermomètre à cadran et aiguille]]<br />
<br />
===Thermomètre à cadran et aiguille===<br />
Un thermomètre à cadran et aiguille fonctionne également sur le principe de la dilatation, mais de métaux cette fois. Deux lames de métaux différents sont collées l'une à l'autre, puis enroulées en spirale. Le centre de la spirale est fixé au centre du cadran, et l'extérieur est libre. Comme les deux métaux ont des coefficients de dilatation différents (c'est-à-dire qu'ils ne vont pas se dilater à la même vitesse), la spirale va se déformer lorsque la température change, ce qui va déplacer la pointe extérieure et donc l'aiguille, qui indiquera la température correspondante sur le cadrant.<br />
<br />
===Thermomètres électroniques===<br />
====Thermistances====<br />
Une thermistance est une résistance qui possède la propriété de varier en fonction de la température. Elles peuvent être utilisées pour des températures allant jusqu'à 300°C, soit 573,15K.{{Note|'''Résistance'''}}<br />
<br />
====Thermocouples====<br />
====Infrarouge====<br />
Un thermomètre à infrarouge mesure la température d'un objet à partir du rayonnement infrarouge qu'il émet.{{Note|Les rayonnements '''infrarouges''' sont des rayonnements électromagnétiques dont la [[longueur d'onde]] est comprise entre 700nm et 1mm. Ils ont une longueur d'onde supérieure au rayonnement visible et inférieure aux micro-ondes.}} Pour les températures élevées, comme un four où un incendie, un '''pyromètre''' fonctionne sur le même principe. <br />
<br />
On peut ainsi mesurer des températures sans contact, à distance.<br />
<br />
==Pour aller plus loin==<br />
[http://catalogue.museogalileo.it/multimedia/Thermoscope.html Fonctionnement du thermoscope de Galilée], Museo Galileo (1min20)<br />
<br />
[http://phymain.unisciel.fr/le-thermometre-de-galilee/ Le thermomètre de Galilée], Physique à main levée (2min)<br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
BIPM: Unité de température thermodynamique (kelvin) [en ligne]. Brochure sur le SI : Le Système international d'unités [8e édition, 2006 ; mise à jour en 2014]. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/publications/si-brochure/kelvin.htm><br />
<br />
Météo France: ''La mesure de la température''. [en ligne]. Version 1.0 - décembre 2008. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://files.meteofrance.com/files/education/temperature.pdf><br />
<br />
Article Wikipédia: [https://fr.wikipedia.org/wiki/Thermomètre#Thermom.C3.A8tre_.C3.A0_alcool Thermomètre]<br />
<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Kelvin&diff=423
Kelvin
2016-07-08T09:32:33Z
<p>Alice.thomas : thermistance et infrarouge</p>
<hr />
<div>[[Catégorie:SI]]<br />
<div align="justify"><br />
{{En bref| [[File:Translational_motion.gif |frame |right |L'origine de la température peut être expliquée par l'agitation microscopique des molécules et des atomes.]] Le '''kelvin''' (symbole '''K''') est l'unité du système international (SI) pour la '''température'''. <br> La température est liée à l'agitation des molécules au niveau macroscopique. Pour faire simple, plus les molécules bougent, plus il fait chaud. La température '''0K''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. On appelle cette température le '''zéro absolu'''. <br> <br> Dans la vie quotidienne, on utilise plutôt le degré Celsius (°C). Pour convertir des degrés Celsius en kelvin, il suffit d'ajouter 273,15 à la valeur de la température en degrés Celsius. <br> <br> Pour mesurer une température, on utilise un '''thermomètre'''. La plupart du temps, le principe de cet instrument se base sur la '''dilatation''' des corps avec la chaleur : en effet, lorsqu'il fait chaud, le volume des objets augmente légèrement. C'est pour cela que, sur un thermomètre à alcool, le niveau de liquide augmente lorsque la température augmente.}}<br />
<br />
==Degré Celsius et Kelvin==<br />
[[File:Point_triple_eau.png |thumb |right |Etat de l'eau selon la température et la pression. <br> Une atmosphère (atm) correspond à une pression d'environ 100 000Pa. Il s'agit de la pression atmosphérique normale.]]<br />
Historiquement, l'échelle de mesure de la température était défini ainsi:<br />
*Le point de congélation de l'eau correspond à une température de 0°C (degrés Celsius),<br />
*Le point d'ébullition de l'eau correspond à une température de 100°C. {{Note|Ces points sont définis sous la pression atmosphérique, qui vaut environ 1bar soit <math>10^{{5}}</math>Pa. En effet, l'état de la matière dépend de la température mais aussi de la pression.}}<br />
Cette échelle correspond à l''''échelle centigrade''', qui est donc une échelle relative. <br />
<br />
En 1848, Lord Kelvin propose une nouvelle échelle de température, absolue cette fois: le '''zéro absolu''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. Il s'agit donc de la température la plus basse qui puisse exister dans l'univers. Le zéro absolu correspond à une température de '''0K'''. Dans cette échelle, le point de référence est le '''point triple de l'eau''': il s'agit des conditions dans lesquelles les trois états solide, liquide et gaz de l'eau coexistent. La température du point triple de l'eau est fixée à 273,16K.<br />
<br />
L'échelle Celsius a donc été redéfinie ainsi: <math>T_{K} = T_{C} + 273,15</math> avec <math>T_{K}</math> la température en Kelvin et <math>T_{C}</math> la température en degrés Celsius. Une variation de 1°C correspond donc à une variation de 1K. <br />
<br />
Dans la vie courante, nous utilisons principalement les degrés Celsius. Mais l'unité du système international pour la température est le Kelvin.<br />
<br />
==Comment mesurer la température?==<br />
[[File:Thermoscope.jpg |thumb |left | 200px|Thermoscope de Galilée]]<br />
===Le thermoscope===<br />
Au début du 17e siècle, Galilée comprend que l'air se dilate avec la chaleur, et se contracte avec le froid. Il met alors au point un appareil appelé '''thermoscope'''.<br />
<br />
Cet appareil est composé d'un ballon en verre relié à un tube fin, en verre également. Le tube est plongé dans un liquide. Lorsque le ballon, et donc l'air qui est à l'intérieur, est chaud, ce dernier se dilate et prend plus de place. Le niveau du liquide (de l'eau) présent dans le tube baisse donc. Lorsque l'air se refroidit, il se contracte, prend moins de place et le niveau du liquide augmente. <br />
<br />
Cet appareil ne permet pas de mesurer la température à proprement parler, mais des variations de température.<br />
[[File:Thermomètre_alcool.jpg|thumb |right| 200px |Thermomètre à alcool]]<br />
<br />
===Thermomètre à alcool===<br />
La plupart des thermomètres fonctionnent sur le principe de la dilatation des corps avec la chaleur. Un '''thermomètre à alcool''' est composé d'un tube de verre très fin dans lequel se trouve de l'alcool coloré. Lorsque la température augmente, l'alcool se dilate et son niveau dans le tube augmente. <br />
<br />
Il faut alors étalonner le thermomètre pour placer les graduations au bon endroit. Pour cela, soit on compare le thermomètre à étalonner à un autre thermomètre, soit on l'étalonne par rapport à un phénomène physique dont on connait la température. Par exemple, dans l'échelle Celsius, la plus utilisée dans la vie courante, on sait que l'eau gèle à 0°C et bout à 100°C. On marque alors ces points, puis il suffit de diviser l'intervalle entre ces deux valeurs de manière régulière.<br />
[[File:Thermomètre_galilée.jpg|thumb |left | 200px|Thermomètre de Galilée]]<br />
<br />
===Thermomètre de Galilée===<br />
Le '''thermomètre de Galilée''' est composé d'un tube en verre rempli d'un liquide dans lequel se trouvent des flotteurs avec une densité proche de celle du liquide. {{Note|'''Densité'''}}<br />
Sous chaque flotteur, un médaillon est accroché et indique une température. Lorsque la température de la pièce dans laquelle se trouve le thermomètre augmente, la densité du liquide augmente. Lorsque cette densité devient plus faible que la densité d'un des flotteurs, celui-ci coule. Les flotteurs coulent alors un par un lorsque la température augmente.<br />
[[File:Thermomètre_cadran.jpg|thumb |right | 200px|Thermomètre à cadran et aiguille]]<br />
<br />
===Thermomètre à cadran et aiguille===<br />
Un thermomètre à cadran et aiguille fonctionne également sur le principe de la dilatation, mais de métaux cette fois. Deux lames de métaux différents sont collées l'une à l'autre, puis enroulées en spirale. Le centre de la spirale est fixé au centre du cadran, et l'extérieur est libre. Comme les deux métaux ont des coefficients de dilatation différents (c'est-à-dire qu'ils ne vont pas se dilater à la même vitesse), la spirale va se déformer lorsque la température change, ce qui va déplacer la pointe extérieure et donc l'aiguille, qui indiquera la température correspondante sur le cadrant.<br />
<br />
===Thermomètres électroniques===<br />
====Thermistances====<br />
Une thermistance est une résistance qui possède la propriété de varier en fonction de la température. Elles peuvent être utilisées pour des températures allant jusqu'à 300°C, soit 573,15K.{{Note|'''Résistance'''}}<br />
<br />
====Thermocouples====<br />
====Infrarouge====<br />
Un thermomètre à infrarouge mesure la température d'un objet à partir du rayonnement infrarouge qu'il émet.{{Note|Les rayonnements '''infrarouges''' sont des rayonnements électromagnétiques dont la [[longueur d'onde]] est comprise entre 700nm et 1mm. Ils ont une longueur d'onde supérieure au rayonnement visible et inférieure aux micro-ondes.}}<br />
<br />
==Pour aller plus loin==<br />
[http://catalogue.museogalileo.it/multimedia/Thermoscope.html Fonctionnement du thermoscope de Galilée], Museo Galileo (1min20)<br />
<br />
[http://phymain.unisciel.fr/le-thermometre-de-galilee/ Le thermomètre de Galilée], Physique à main levée (2min)<br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
BIPM: Unité de température thermodynamique (kelvin) [en ligne]. Brochure sur le SI : Le Système international d'unités [8e édition, 2006 ; mise à jour en 2014]. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/publications/si-brochure/kelvin.htm><br />
<br />
Météo France: ''La mesure de la température''. [en ligne]. Version 1.0 - décembre 2008. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://files.meteofrance.com/files/education/temperature.pdf><br />
<br />
Article Wikipédia: [https://fr.wikipedia.org/wiki/Thermomètre#Thermom.C3.A8tre_.C3.A0_alcool Thermomètre]<br />
<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Analyse_sanguine&diff=422
Analyse sanguine
2016-07-07T14:53:58Z
<p>Alice.thomas : rédaction "en bref"</p>
<hr />
<div>[[Catégorie:Santé]]<br />
<div align="justify"><br />
{{En bref|On réalise des analyses sanguines pour différentes raisons: surveiller le cholestérol, dépister des maladies, déterminer le groupe sanguin... <br><br />
<br />
Pour le patient, une analyse sanguine se déroule ainsi: on lui prélève un peu de sang à l'aide d'une aiguille, et le lendemain, il obtient les résultats, qui ne sont pas toujours très clairs. On se contente de les montrer à son médecin, et de vérifier si nos valeurs sont entre les valeurs de référence. Mais que se passe-t-il entre ces deux moments? <br> <br> L'échantillon est tout d'abord [[#Préparation de l'échantillon|'''préparé''']] : il est placé dans une centrifugeuse, afin de séparer les cellules sanguines du plasma. <br> <br> Puis il est envoyé dans un [[#Analyse|'''automate''']], qui va réaliser toutes les analyses nécessaires. Avant que les automates existent, les analyses étaient réalisées à la main par un technicien, puis interprétées par un biologiste.}}<br />
<br />
[[File:Centrifugeuse.jpg|thumb|right|Centrifugeuse de laboratoire]]<br />
==Préparation de l'échantillon==<br />
Directement après le prélèvement, l'échantillon de sang est identifié à l'aide d'une étiquette collée sur le tube, afin que les différents prélèvements ne soient pas mélangés.<br />
<br />
Le sang n'est pas composé uniquement de cellules sanguines: celles ci représentent environ la moitié du sang, l'autre moitié étant un liquide appelé '''plasma'''. <br />
<br />
*Pour analyser et compter les cellules sanguines, comme les globules blancs, les globules rouges ou les plaquettes, le sang est directement placé dans un automate analyseur.<br />
<br />
*Pour analyser le plasma, l'échantillon est d'abord placé soumis à une centrifugation: il est placé dans une machine qui tourne très rapidement, ce qui aura pour effet de séparer les cellules sanguines du plasma. Les cellules sanguines, plus denses, vont se retrouver au fond du tube tandis que le plasma se retrouvera en surface.<br />
==Analyse==<br />
<br />
===Automates===<br />
Aujourd'hui, quasiment toutes les analyses sanguines sont réalisées à l'aide d'automates analyseurs, qui analysent les échantillons rapidement et avec moins d'incertitudes qu'un être humain. Suivant l'analyse demandée, le laboratoire va choisir un automate plutôt qu'un autre, selon la précision nécessaire ou le type de technique à utiliser. Le résultat donné par un automate peut être quantitatif (c'est-à-dire un chiffre), ou qualitatif (on peut observer un changement de couleur, un phénomène de coagulation, un trouble de la solution analysée...). Il existe de nombreuses techniques d'analyses, dont voici quelques exemples.<br />
====Cytométrie en flux====<br />
La '''cytométrie en flux''' permet d'analyser des cellules en suspension dans un liquide. C'est le cas des cellules sanguines, en suspension dans le plasma. Le principe de cette technique est de faire passer les cellules devant un faisceau lumineux, un laser par exemple, et d'analyser comment ce faisceau est modifié par les cellules. On peut ainsi déterminer la taille des cellules, leur complexité... et ainsi les analyser et les trier. On peut également utiliser des "colorants fluorescents", les '''fluorochromes''', pour détecter des marqueurs présents sur les lymphocytes, par exemple (un des types de globules blancs). <br />
<br />
====Ionogramme et potentiomètrie====<br />
Un '''ionogramme''' permet de mesurer le taux d'ions, comme le sodium, le potassium ou le chlore, présents dans le plasma. On réalise un ionogramme grâce à la '''potentiomètrie'''. {{Note|Un '''ion''' est un atome qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons. <br> On appelle '''cation''' un atome qui a perdu un électron; sa charge est donc positive. L'ion sodium, <math>Na^{{+}}</math>, est un cation. <br> On appelle '''anion''' un atome qui a gagné un électron; sa charge est donc négative.L'ion chlorure, <math>Cl^{{-}}</math>, est un anion.}} La potentiomètrie est une méthode d'analyse physico-chimique qui mesure la différence de potentiel entre une électrode de référence et une électrode indicatrice. (à développer)<br />
[[File:Spectrophotomètre.jpg|thumb|right|Spectrophotomètre UV-visible]]<br />
<br />
====Spectrophotométrie====<br />
La '''spectrophotométrie''' est une méthode qui permet de déterminer la concentration d'une solution colorée. Elle peut être utilisée pour déterminer le taux d'hémoglobine dans le sang. {{Note|L''''hémoglobine''' est une protéine présente dans les globules rouges qui participe au transport du dioxygène dans l'organisme.}}<br />
Un spectrophotomètre mesure l'absorbance d'une substance chimique en solution: plus une solution est concentrée, plus elle sera colorée, et donc plus son absorbance sera élevée, et inversement. Il s'agit de la loi de '''Beer-Lambert'''. <br />
Pour mesurer l'absorbance, l'appareil envoie un rayon lumineux de [[longueur d'onde]] et d'intensité connue à travers une cuve d'épaisseur connue contenant la solution. Un détecteur mesure alors l'intensité du rayon lumineux en sortie de la cuve.<br />
<br />
===Et avant les automates?===<br />
Les automates sont des appareils relativement récents. Avant leur mise en service, les analyses étaient réalisées à la main par des techniciens, puis les analyses étaient interprétées par les biologistes. De plus en plus d'analyses étant demandées au fil du temps, les chercheurs ont développé des automates afin de remplacer les techniciens et ainsi effectuer les analyses plus rapidement.<br />
<br />
Au départ, un automate maitrisait une technique et permettait de réaliser un type d'analyse. Peu à peu les machines se sont sophistiquées, un même automate peut maintenant réaliser différents tests à la chaine en utilisant plusieurs techniques différentes.<br />
<br />
==Interprétation==<br />
L'automate envoie les résultats au biologiste médical, en signalant s'il y a une anomalie. Si c'est le cas, le biologiste va vérifier que l'analyse a été réalisée correctement, et éventuellement la refaire. Puis les résultats sont remis au patient et envoyés, la plupart du temps, au médecin traitant.<br />
<br />
Les résultats sont donnés sous forme de nombres, avec pour chaque grandeur un intervalle de '''valeurs de références'''. Ces valeurs sont déterminées à partir d'échantillons d'individus en bonne santé. Il faut noter que ces valeurs de référence varient selon le type de population (origine, sexe...).<br />
<br />
==Pour aller plus loin==<br />
[https://www.youtube.com/watch?v=EQXPJ7eeesQ Flow Cytometry Animation ] (4min 30) (animation sur la cytométrie en flux, en anglais)<br />
<br />
[http://www.ultimedia.com/deliver/generic/iframe/mdtk/01613971/src/xzm3lf/zone/1/showtitle/1/ Le parcours d'un tube de sang au laboratoire de biologie] (4min)<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
Lab Test Online: Echantillon de sang [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.labtestsonline.fr/lab/blood_sample.html><br />
<br />
Dr. Chantal Kohler: ''Les cellules sanguines''. [en ligne]. Campus d'histologie et embryologie médicales du Collège des histologistes, embryologistes, cytologistes et cytogénéticiens. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://campus.cerimes.fr/histologie-et-embryologie-medicales/enseignement/histologie15/site/html/1.html><br />
<br />
JOURNO, Chloé ; MADRE, Jean-François. ''La cytométrie en flux''. [en ligne]. Institut Français de l'Education. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://acces.ens-lyon.fr/acces/ressources/immunite-et-vaccination/cellules-immunes-et-organes-lymphoides/la-cytometrie-en-flux><br />
<br />
Wikiversity: Cytomètrie en flux [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <https://fr.wikiversity.org/wiki/Cytométrie_en_flux><br />
<br />
Pr. André LE TREUT: ''Electrolytes et ionogramme''. [en ligne]. Faculté de médecine de Rennes, Dpt de biochimie et biologie moléculaire. Année 2009-2010. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <https://facmed.univ-rennes1.fr/wkf//stock/RENNES20091015035216letreutElectrolytes_et_ionogramme.pdf><br />
<br />
<br />
Remerciements: Dr Esteve Vincent, chef du service biologie du centre hospitalier d'Orsay<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Vitesse_de_la_lumi%C3%A8re&diff=421
Vitesse de la lumière
2016-07-07T14:39:44Z
<p>Alice.thomas : modification "en bref"</p>
<hr />
<div><div align="justify"><br />
[[Catégorie:Physique]]<br />
{{En bref| On a cru pendant longtemps que la lumière se propageait de manière instantanée. Nous savons aujourd'hui que ce n'est pas le cas, et la vitesse de la lumière vaut '''299 792 458 mètres par seconde''', ce qui vaut environ '''un milliard de kilomètres par heure'''. Cette valeur a été fixée lors de la 15e Conférence Générale des poids et mesures, en 1975.<br> <br> Entre les premières intuitions d'Alhazen, mathématicien perse du moyen-âge, et la définition de la vitesse de la lumière comme une constante universelle, de nombreuses mesures ont été effectuées, avec des méthodes de plus en plus précises. <br><br> [[#Galilée, les collines et les lanternes|Galilée]], au 17e siècle, a tenté pour la première fois de prouver que la vitesse de la lumière était finie. Mais cette vitesse est tellement élevée que ses expériences ne seront pas concluantes. <br><br> Peu après, Cassini et Roemer vont [[#Observation des éclipses de Io|observer les éclipses de Io]], un satellite de Jupiter. Ils vont effectuer des prédictions sur les horaires des éclipses, mais vont se rendre compte que les éclipses ont parfois du retard, parfois de l'avance. Roemer explique ces retards par le fait que la lumière a une vitesse finie, et qu'elle ne met donc pas le même temps pour atteindre la Terre suivant l'éloignement de la Terre par rapport à Jupiter.<br> <br> Au 19e siècle, Fizeau réalise son expérience de la [[#Roue dentée de Fizeau | roue dentée]] entre Suresnes et Montmartre. Il surestime alors la vitesse de la lumière. Léon Foucault va effectuer une expérience similaire à l'aide de miroirs tournant, en laboratoire.<br> <br> Dès la fin du 19e siècle, la communauté scientifique admet que la lumière se comporte [[#Fréquence et longueur d'onde | comme une onde]]. En 1905, Einstein publie sa théorie de la relativité restreinte, qui énonce en particulier le fait que la vitesse de la lumière dans le vide est constante et ne dépend ni du mouvement de la source lumineuse ni de l'observateur. Il est alors possible de déterminer cette vitesse, que l'on va maintenant nommer ''célérité'', avec de plus en plus de précision, jusqu'en 1983 où elle a été [[#Une constante universelle | fixée]] à 299 792 458 m/s. }} <br />
<br />
== Galilée, les collines et les lanternes ==<br />
C’est Alhazen, un mathématicien perse du moyen-âge, qui a eu en premier l’intuition que la vitesse de la lumière était finie, même s’il n’a rien pu prouver. Au 17e siècle, Galilée a la même intuition, et il pense que si on ne peut pas s’en rendre compte à l’oeil nu, c’est parce que la lumière se propage très rapidement. Il va chercher à mesurer cette vitesse de propagation. <br />
<br />
Son expérience est simple: deux observateurs se placent chacun au sommet d’une colline, les deux collines étant séparées d’environ 1800m. Ils ont chacun une lanterne, masquée au départ. Le premier observateur possède aussi une clepsydre, un instrument à eau qui fonctionne sur le même principe qu’un sablier et qui permet de mesurer le temps. Il va démasquer sa lanterne et déclencher la clepsydre au même moment. Le deuxième observateur va démasquer sa lanterne dès qu’il aperçoit la lumière de la première lanterne. Au moment où le premier observateur voit la lanterne de son compagnon, il arrête la clepsydre. Avant tout cela, les deux observateurs, proches l'un de l'autre, vont s'entrainer à démasquer leur lanterne le plus rapidement possible dès qu'ils voient la lueur de l'autre lanterne. Ainsi ils réduisent leur temps de réaction et peuvent le mesurer. Ils étalonnent en quelque sorte leurs mesures.<br />
<br />
En théorie, cette expérience donne le temps que met la lumière pour parcourir environ 3600m. En pratique, la lumière semble instantanée. Ceci est dû au fait que la distance qui sépare les deux hommes est trop faible, la lumière met seulement quelques dizaines de millionièmes de secondes pour faire l’aller-retour entre les deux hommes. {{ Note|La vitesse d'un objet s'exprime par la relation <math>v=\frac{d}{t}</math> avec <math>v</math> la vitesse, <math>d</math> la distance parcourue et <math>t</math> le temps mis par l'objet pour parcourir cette distance. Dans le système international d'unités ([[SI]]), la vitesse s'exprime en m/s. Dans la vie de tous les jours, on utilise le plus souvent des km/h (par exemple pour exprimer la vitesse d'une voiture). Pour convertir des m/s en km/h, il suffit de multiplier par 3,6 et pour convertir des km/h en m/s, il faut diviser par 3,6. Par exemple, une voiture qui roule à 90km/h roule à 25m/s.}}<br />
<br />
[[File:Io_roemer.jpg|right|thumb| 150px|Olaf (Ole) Roemer, "Demonstration tovchant le mouvement de la lumiere trouvé par M. Römer de l' Academie Royale des Sciences," December 7, 1676.]]<br />
<br />
== Observation des éclipses de Io == <br />
<br />
Toujours au 17e siècle, Jean-Dominique Cassini observe les éclipses de Io, un des satellites naturels de Jupiter. Il va utiliser les lois de Kepler, qui décrivent la mécanique céleste, pour effectuer des prévisions sur les horaires auxquels ces éclipses ont lieu. Mais il se rend compte que ses observations ne collent pas à ses prévisions: à certains moments de l'année, les éclipses ont du retard, à d'autres, elles ont de l'avance. <br />
<br />
Ole Römer, un astronome danois qui travaille avec Cassini, explique ce phénomène par le fait que la distance entre la Terre et Jupiter n'est pas toujours la même. En effet, si on regarde l'image ci-contre, la Terre est plus éloignée de Jupiter lorsqu'elle se trouve au point F que lorsqu'elle se trouve au point G. Le point B représente Jupiter, les points C et D représentent les positions où Io disparait et apparait derrière Jupiter tandis que les points E, F, G, H, L et K représentent les différentes positions de la Terre autour du Soleil. Si la lumière a une vitesse finie, alors elle met plus de temps pour parcourir une distance plus grande, ce qui explique le retard des éclipses. Il va ainsi calculer que la lumière met 22 minutes pour parcourir une distance égale au diamètre de l'orbite de la Terre. Toutefois cette orbite n'est pas connue à cette époque. Römer à donc montré que la vitesse de la lumière était finie, mais cette idée ne sera pas totalement acceptée jusqu'à ce que James Bradley, un astronome anglais, prouve que la Terre tourne autour du Soleil une cinquantaine d'années plus tard en découvrant et comprenant le phénomène d'aberration de la lumière.<br />
<br />
{{ Note|'''Aberration de la lumière''': Imaginons que nous sommes en voiture, qu'il pleut, et qu'il n'y a pas de vent. Si nous sommes à l'arrêt, la pluie semble venir d'au-dessus de nos têtes (et c'est effectivement le cas). Mais si nous roulons à une certaine vitesse, la pluie semble venir de devant nous. Il se produit le même phénomène avec la lumière des étoiles, puisque la Terre tourne autour du Soleil et a donc une vitesse non nulle par rapport aux étoiles. James Bradley a découvert ce phénomène en 1725, apportant ainsi une preuve que la Terre tourne autour du Soleil.}}<br />
<br />
== Roue dentée de Fizeau ==<br />
[[File:Fizeau.jpg|left|thumb| 250px|Roue dentée de Fizeau]]<br />
Au milieu du 19e siècle, il est admis par la communauté scientifique que la lumière a une vitesse finie. En 1849, Hippolyte Fizeau s'inspire de Galilée et améliore son dispositif. Il effectue ses mesures entre son balcon, à Suresnes, et la butte Montmartre, à exactement 8633m de distance. <br />
<br />
Une source de lumière est placée à Suresnes. Le rayon lumineux va passer à travers un miroir semi-réfléchissant, puis à travers une roue dentée. Il va ensuite continuer jusqu'à un miroir réfléchissent, à Montmartre, où il va être renvoyé vers Suresnes, en passant à nouveau par la roue dentée. Là, l'observateur va pouvoir l'observer.<br />
<br />
Si la roue dentée est au repos, le rayon lumineux va passer à travers un creux entre de dents à l'aller, et par le même creux au retour. Mais dès qu'un moteur fait tourner la roue, le rayon passe à travers un creux à l'aller, mais se retrouve bloqué par une dent au retour. C'est seulement à partir d'une certaine vitesse de rotation de la roue que le rayon va pouvoir passer par le creux suivant au retour. En mesurant cette vitesse de rotation, on peut déterminer le temps qu'a mis le rayon lumineux pour effectuer l'aller-retour entre la roue et le miroir, et donc on peut calculer la vitesse de la lumière.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
[[File:Roue_dentée.png|right|thumb| 250px|L'angle <math> \theta </math> est l'angle entre deux creux ou deux dents.<math> \omega </math> représente la vitesse de rotation de la roue. ]]<br />
'''Explication plus détaillée:'''<br />
<br />
On note: <br />
*<math>d</math> la distance qui sépare la roue dentée du miroir réfléchissant, <br />
*<math>t</math> le temps mis par la lumière pour parcourir deux fois la distance <math>d</math> (pour l'aller-retour), <br />
*<math> \theta </math> l'angle représenté par une dent ou un creux, exprimé en degrés (voir dessin ci-contre), <br />
*<math> \omega </math> la vitesse de rotation de la roue dentée, que l'on exprimera ici en degré par seconde. <br />
<br />
On note <math>c</math> la vitesse de la lumière. <br />
<br />
On sait que <math>c=\frac{2d}{t}</math>. On peut également dire que <math>t=\frac{\theta }{\omega }</math>: on a en effet degrés sur des degrés par seconde, ce qui nous donne bien des secondes.<br />
<br />
On peut donc écrire: <math>c=\frac{2d\omega }{\theta }</math>.<br />
<br />
La roue dentée possède 720 dents et 720 creux de tailles égales. Une dent (ou un creux) couvre donc un angle de 0,25°. Fizeau a mesuré une vitesse de rotation d'environ 12,6 tours par seconde pour que la lumière passe à l'aller par un creux et au retour par le creux suivant, ce qui équivaut à environ 4536 degrés par seconde. La distance <math> d </math> vaut 8633m. Avec ces paramètres, on obtient une valeur de <math> c </math> autour de 313 000km/s. (incertitude?)<br />
<br />
<br />
Peu après, Léon Foucault réalise une autre expérience, en laboratoire cette fois. Il fait parcourir une grande distance à la lumière en la faisant se réfléchir sur des miroirs. Il va également utiliser un miroir tournant.<br />
<br />
== Fréquence et longueur d'onde ==<br />
A la fin du 19e siècle, il est admis que la lumière se comporte comme une onde. Or, une onde est définie par deux caractéristiques: sa [[longueur d'onde]], et sa [[fréquence]]. <br />
{{ Note|[[File:longueurdonde.png|right|250px]] Représentons une onde comme une vague. La longueur d'onde, notée <math>\lambda</math>, est la distance qui sépare deux crêtes de cette vague. La fréquence, notée <math>\nu</math> (prononcer "nu"), est, si on se place en un point donné, le nombre de crêtes qui passent par ce point pendant une seconde. Elle s'exprime en Hertz (Hz). On appelle <math>T</math> la période de la vague, c'est à dire, en un point fixe, le temps entre deux crêtes successives. La fréquence est alors l'inverse de la période. On a <math> f=\frac{1}{T}</math>. }}<br />
<br />
On peut maintenant écrire que la vitesse d'une onde, appelée ''célérité'', est égale à sa fréquence multipliée par sa longueur d'onde. Soit: <math>c=\lambda\times f</math>. <br />
Mais comment mesure-t-on la fréquence et la longueur d'onde de la lumière? (Vous le saurez bientôt!)<br />
<br />
[[File:Spectre_em.png|center|thumb|800px|Spectre électromagnétique]]<br />
On découvre également à cette époque que la lumière n'est qu'une infime partie du spectre électromagnétique. Il existe donc une multitude d'ondes électromagnétiques avec des longueurs d'ondes et des fréquences variées, mais qui se déplacent toutes à la vitesse de la lumière! <br />
<br />
On pense également que les ondes électromagnétiques ont besoin d'un milieu pour se propager, comme les ondes mécaniques (par exemple, le son se propage dans l'air). On appelle ce milieu ''éther''. De nombreux scientifiques vont chercher à observer et comprendre comment fonctionne ce milieu, sans grand succès.<br />
<br />
En 1905, Einstein publie sa théorie de la relativité restreinte. Il annonce tout d'abord que l'éther n'existe pas. Les postulats de la relativité restreinte sont les suivants:<br />
*les lois de la physique sont les mêmes dans tous les référentiels galiléens <br />
*la vitesse de la lumière dans le vide est la même dans tous les référentiels galiléens, c'est-à-dire qu'elle ne dépend pas du mouvement de la source lumineuse ni de l'observateur.<br />
{{ Note| Un '''référentiel galiléen''' est un référentiel dans lequel le principe d'inertie s'applique. On peut résumer ce principe par le fait qu'un objet qui n'est soumis à aucune force est soit immobile, soit en mouvement rectiligne uniforme (il se déplace en ligne droite à vitesse constante). Pour la plupart des expériences réalisées sur Terre, le référentiel terrestre peut être considéré comme un référentiel galiléen. }}<br />
<br />
A partir de ce moment, la vitesse de la lumière est définie comme constante.<br />
<br />
== Une constante universelle ==<br />
Après la seconde guerre mondiale, les ondes électromagnétiques sont de plus en plus utilisées pour communiquer et sont donc de mieux en mieux comprises. Les mesures de la vitesse de la lumière sont alors de plus en plus précises. Mais l'étalon du [[mètre]], en platine iridié, est imprécis face à ces mesures. Or, la vitesse s'exprime en mètres par seconde. Elle dépend donc de la définition du mètre. Il a alors été décidé, en 1983, de fixer la vitesse de la lumière comme constante et de faire dépendre la définition du mètre de cette constante. Ainsi, le mètre ne dépend plus que de la seconde. <br />
<br />
Nous avons trois unités, qui sont liées entre elles: le mètre, la [[seconde]] et la vitesse de la lumière. Il suffit d'en fixer deux, pour connaitre la troisième. Il a été décidé de fixer la seconde et la vitesse de la lumière.<br />
<br />
La vitesse de la lumière dans le vide est donc: <math>c</math>=299 792 458 m/s.<br />
<br />
== Pour en savoir plus ==<br />
De nombreuses autres méthodes ont été utilisées au fil des siècles pour déterminer la vitesse de la lumière. Voici quelques vidéos à propos des méthodes dont nous avons déjà parlé, mais aussi à propos des autres méthodes:<br />
<br />
*[http://www.canal-u.tv/video/scavo/les_magiciens_de_la_lumiere.18096 Les magiciens de la lumière]: un docu-fiction produit par le Service de Création AudioVisuelle de la Faculté des Sciences d'Orsay (61min)<br />
<br />
*[http://www.canal-u.tv/video/scavo/comment_ont_ils_su_que_la_lumiere_avait_une_vitesse.19408 Comment ont-ils su que la lumière avait une vitesse?] Témoignage de Pierre Lauginie (7min)<br />
<br />
*[http://www.canal-u.tv/video/cerimes/histoire_des_mesures_de_la_vitesse_de_la_lumiere.9182 L'histoire des mesures de la vitesse de la lumière] racontée par Jamy (54min)<br />
<br />
== Bibliographie/Webographie ==<br />
<br />
BIPM: Résolution 2 de la 15e CGPM, 1975 [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/15/2/><br />
<br />
OBSPM: « c » à Paris, Vitesse de la lumière : histoires et expériences [en ligne] Exposition de l'Observatoire de Paris et de l'Université Paris VI - Pierre et Marie Curie réalisée en 2005. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://expositions.obspm.fr/lumiere2005/exp_foucault.html><br />
<br />
[http://visite.artsetmetiers.free.fr/foucault_lumiere.html Visite du Musée des Arts et Métiers par des élèves de Terminale S]<br />
<br />
Journal des Savants du lundi 7 décembre 1676.: ''Démonstration touchant le mouvement de la lumière''. [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <https://cral.univ-lyon1.fr/labo/fc/ama09/pages_jdsc/pages/jdsc_1676_lumiere.pdf><br />
<br />
DELAMBRE, Jean-Baptiste. ''Histoire de l'astronomie au dix-huitième siècle''. 1827 [en ligne]. p. 413-429. Gallica, bibliothèque numérique de la Bibliothèque nationale de France. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k61990q/f471.item.r=delambre><br />
<br />
FOUCAULT, Léon. ''Thèse de physique sur les vitesses relatives de la lumière dans l'air et dans l'eau''. [en ligne]. Faculté des Sciences de Paris, 1853, 36 p. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <https://www.bibnum.education.fr/sites/default/files/foucault-texte.pdf><br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Kelvin&diff=420
Kelvin
2016-07-07T14:34:28Z
<p>Alice.thomas : modification "en bref"</p>
<hr />
<div>[[Catégorie:SI]]<br />
<div align="justify"><br />
{{En bref| [[File:Translational_motion.gif |frame |right |L'origine de la température peut être expliquée par l'agitation microscopique des molécules et des atomes.]] Le '''kelvin''' (symbole '''K''') est l'unité du système international (SI) pour la '''température'''. <br> La température est liée à l'agitation des molécules au niveau macroscopique. Pour faire simple, plus les molécules bougent, plus il fait chaud. La température '''0K''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. On appelle cette température le '''zéro absolu'''. <br> <br> Dans la vie quotidienne, on utilise plutôt le degré Celsius (°C). Pour convertir des degrés Celsius en kelvin, il suffit d'ajouter 273,15 à la valeur de la température en degrés Celsius. <br> <br> Pour mesurer une température, on utilise un '''thermomètre'''. La plupart du temps, le principe de cet instrument se base sur la '''dilatation''' des corps avec la chaleur : en effet, lorsqu'il fait chaud, le volume des objets augmente légèrement. C'est pour cela que, sur un thermomètre à alcool, le niveau de liquide augmente lorsque la température augmente.}}<br />
<br />
==Degré Celsius et Kelvin==<br />
[[File:Point_triple_eau.png |thumb |right |Etat de l'eau selon la température et la pression. <br> Une atmosphère (atm) correspond à une pression d'environ 100 000Pa. Il s'agit de la pression atmosphérique normale.]]<br />
Historiquement, l'échelle de mesure de la température était défini ainsi:<br />
*Le point de congélation de l'eau correspond à une température de 0°C (degrés Celsius),<br />
*Le point d'ébullition de l'eau correspond à une température de 100°C. {{Note|Ces points sont définis sous la pression atmosphérique, qui vaut environ 1bar soit <math>10^{{5}}</math>Pa. En effet, l'état de la matière dépend de la température mais aussi de la pression.}}<br />
Cette échelle correspond à l''''échelle centigrade''', qui est donc une échelle relative. <br />
<br />
En 1848, Lord Kelvin propose une nouvelle échelle de température, absolue cette fois: le '''zéro absolu''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. Il s'agit donc de la température la plus basse qui puisse exister dans l'univers. Le zéro absolu correspond à une température de '''0K'''. Dans cette échelle, le point de référence est le '''point triple de l'eau''': il s'agit des conditions dans lesquelles les trois états solide, liquide et gaz de l'eau coexistent. La température du point triple de l'eau est fixée à 273,16K.<br />
<br />
L'échelle Celsius a donc été redéfinie ainsi: <math>T_{K} = T_{C} + 273,15</math> avec <math>T_{K}</math> la température en Kelvin et <math>T_{C}</math> la température en degrés Celsius. Une variation de 1°C correspond donc à une variation de 1K. <br />
<br />
Dans la vie courante, nous utilisons principalement les degrés Celsius. Mais l'unité du système international pour la température est le Kelvin.<br />
<br />
==Comment mesurer la température?==<br />
[[File:Thermoscope.jpg |thumb |left | 200px|Thermoscope de Galilée]]<br />
===Le thermoscope===<br />
Au début du 17e siècle, Galilée comprend que l'air se dilate avec la chaleur, et se contracte avec le froid. Il met alors au point un appareil appelé '''thermoscope'''.<br />
<br />
Cet appareil est composé d'un ballon en verre relié à un tube fin, en verre également. Le tube est plongé dans un liquide. Lorsque le ballon, et donc l'air qui est à l'intérieur, est chaud, ce dernier se dilate et prend plus de place. Le niveau du liquide (de l'eau) présent dans le tube baisse donc. Lorsque l'air se refroidit, il se contracte, prend moins de place et le niveau du liquide augmente. <br />
<br />
Cet appareil ne permet pas de mesurer la température à proprement parler, mais des variations de température.<br />
[[File:Thermomètre_alcool.jpg|thumb |right| 200px |Thermomètre à alcool]]<br />
<br />
===Thermomètre à alcool===<br />
La plupart des thermomètres fonctionnent sur le principe de la dilatation des corps avec la chaleur. Un '''thermomètre à alcool''' est composé d'un tube de verre très fin dans lequel se trouve de l'alcool coloré. Lorsque la température augmente, l'alcool se dilate et son niveau dans le tube augmente. <br />
<br />
Il faut alors étalonner le thermomètre pour placer les graduations au bon endroit. Pour cela, soit on compare le thermomètre à étalonner à un autre thermomètre, soit on l'étalonne par rapport à un phénomène physique dont on connait la température. Par exemple, dans l'échelle Celsius, la plus utilisée dans la vie courante, on sait que l'eau gèle à 0°C et bout à 100°C. On marque alors ces points, puis il suffit de diviser l'intervalle entre ces deux valeurs de manière régulière.<br />
[[File:Thermomètre_galilée.jpg|thumb |left | 200px|Thermomètre de Galilée]]<br />
<br />
===Thermomètre de Galilée===<br />
Le '''thermomètre de Galilée''' est composé d'un tube en verre rempli d'un liquide dans lequel se trouvent des flotteurs avec une densité proche de celle du liquide. {{Note|'''Densité'''}}<br />
Sous chaque flotteur, un médaillon est accroché et indique une température. Lorsque la température de la pièce dans laquelle se trouve le thermomètre augmente, la densité du liquide augmente. Lorsque cette densité devient plus faible que la densité d'un des flotteurs, celui-ci coule. Les flotteurs coulent alors un par un lorsque la température augmente.<br />
[[File:Thermomètre_cadran.jpg|thumb |right | 200px|Thermomètre à cadran et aiguille]]<br />
<br />
===Thermomètre à cadran et aiguille===<br />
Un thermomètre à cadran et aiguille fonctionne également sur le principe de la dilatation, mais de métaux cette fois. Deux lames de métaux différents sont collées l'une à l'autre, puis enroulées en spirale. Le centre de la spirale est fixé au centre du cadran, et l'extérieur est libre. Comme les deux métaux ont des coefficients de dilatation différents (c'est-à-dire qu'ils ne vont pas se dilater à la même vitesse), la spirale va se déformer lorsque la température change, ce qui va déplacer la pointe extérieure et donc l'aiguille, qui indiquera la température correspondante sur le cadrant.<br />
<br />
===Thermomètres électroniques===<br />
<br />
==Pour aller plus loin==<br />
[http://catalogue.museogalileo.it/multimedia/Thermoscope.html Fonctionnement du thermoscope de Galilée], Museo Galileo (1min20)<br />
<br />
[http://phymain.unisciel.fr/le-thermometre-de-galilee/ Le thermomètre de Galilée], Physique à main levée (2min)<br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
BIPM: Unité de température thermodynamique (kelvin) [en ligne]. Brochure sur le SI : Le Système international d'unités [8e édition, 2006 ; mise à jour en 2014]. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/publications/si-brochure/kelvin.htm><br />
<br />
Météo France: ''La mesure de la température''. [en ligne]. Version 1.0 - décembre 2008. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://files.meteofrance.com/files/education/temperature.pdf><br />
<br />
Article Wikipédia: [https://fr.wikipedia.org/wiki/Thermomètre#Thermom.C3.A8tre_.C3.A0_alcool Thermomètre]<br />
<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Kilogramme&diff=419
Kilogramme
2016-07-07T14:21:57Z
<p>Alice.thomas : modification "en bref"</p>
<hr />
<div>[[Catégorie:SI]]<br />
<div align="justify"><br />
{{En bref|Le '''kilogramme''' ('''kg''') est l'unité du système international (SI) pour la '''masse'''.<br> Il est défini comme étant la masse d'un décimètre cube d'eau dite pure à 4°C soit la masse d'un litre d'eau. <br> <br> Il s'agit de la seule unité du système international à être encore définie par un étalon. La masse de l'étalon pouvant varier, des recherches sont actuellement en cours pour trouver une nouvelle définition du kilogramme.}}<br />
<br />
==De l'eau pour le kilogramme==<br />
<br />
L'idée d'utiliser de l'eau pour définir l'unité de masse vient des babyloniens, pour qui un gramme était le poids d'un volume d'eau pure de la taille d'un cube d'un centimètre de côté. {{Note|Attention à ne pas confondre '''masse''' et '''poids'''! <br> Historiquement, le '''poids''' est la force verticale agissant sur un corps situé à la surface de la Terre. C'est ce qui fait que lorsqu'on lâche un objet, il tombe. Il était admis que cette force était constante. Mais au 17e siècle, l'astronome Jean Richer se rend compte que son pendule a un retard de plus de deux minutes par jour lorsqu'il voyage en Guyane française depuis l'Europe. La période d'un pendule dépendant du poids de celui-ci, il en déduit que ce dernier n'est pas constant partout sur Terre. <br>C'est Newton qui différenciera la masse et le poids. <br> <br> La '''masse''' est une propriété d'un morceau de matière immergé dans l'Univers dans son ensemble. C'est-à-dire qu'elle est la même partout sur Terre et dans l'Univers: un astronaute a la même masse qu'il soit sur Terre ou sur la Lune. <br> <br> Le '''poids''' est dû au fait que les masses interagissent gravitationnellement les unes avec les autres. Tous les corps massifs interagissent les uns avec les autres avec une force attractive: <math>F=G\frac{m_{1}m_{2}}{d^{2}}</math> avec <math>m_{1}</math> et <math>m_{2}</math> les masses des deux objets qui interagissent, <math>d</math> la distance qui les sépare et <math>G</math> la constante gravitationnelle qui vaut <math> 6,67259.10^{-11}m^{3}kg^{-1}s^{-2}</math>. <br> Plus un corps est massif, plus il va attirer les autres objets massifs. C'est parce la Terre a une masse très importante (plusieurs milliers de milliards de milliards de tonnes, plus précisément <math>5,972.10^{^{24}}kg</math>) que nous restons "collés" à sa surface.}}<br />
<br />
C'est lors de la création du système métrique, dans les années 1790, que le kilogramme a été redéfini en France à partir de l'eau. Une des difficultés rencontrées est qu'un même volume d'eau a une masse différente suivent la température. En effet, l'eau se dilate avec la chaleur et se condense avec le froid.<br />
<br />
Il a donc été décidé de choisir comme référence l'état de densité maximale de l'eau, c'est-à-dire le point où l'eau est la plus dense. Cet état est atteint à environ 4°C.{{Note| Pourquoi la densité maximale de l'eau est atteinte à 4°C et pas à 0°C? <br>[[File:S-L-G.png|thumb | 400px|left|Etats solide, liquide et gazeux de la matière. <br>Dans l'état solide, les molécules sont bien ordonnées et très proches les unes des autres. Dans l'état solide, les molécules sont désordonnées et peuvent bouger les unes par rapport aux autres, mais restent proches. Dans l'état gazeux, les molécules peuvent bouger rapidement dans toutes les directions et tendent à prendre le plus d'espace possible.]] Avez-vous déjà mis une bouteille pleine d’eau au réfrigérateur pour la nuit? Si oui, alors vous avez eu la mauvaise surprise de la retrouver explosée. En effet, l’eau solide (la glace) prend plus de place que l’eau liquide. Pour la plupart des autres corps, c’est le contraire: l'état solide est plus dense que l'état liquide, et l'état liquide est plus dense que l'état gazeux. En effet, à pression constante, la matière devient de plus en plus dense lorsque la température diminue: les molécules se rapprochent les unes des autres, comme les manchots qui se serrent les uns contre les autres pour se protéger du froid. Plus les molécules sont serrées les unes aux autres, moins elles occupent de place, donc plus la densité de molécule est importante. <br> Il semble donc logique que le maximum de densité pour un liquide soit atteint juste avant qu'il ne se solidifie. Or on sait que l'eau gèle à 0°C: le maximum de densité de l'eau devrait donc être atteint à 0°C! <br> Mais ce n'est pas ce que l'on observe: lorsqu'on refroidit de l'eau liquide, sa densité augmente jusqu'à ce que la température atteigne environ 4°C. Et entre 4°C et 0°C, sa densité va diminuer! A 0°C, l'eau gèle, et prend plus de place que lorsqu'elle était liquide. D’où l’explosion de la bouteille! <br> <br> Cette anomalie est due à des ponts qui se forment entre les molécules, les '''liaisons hydrogènes'''. Des chaines de molécules vont alors se former, et la même quantité d'eau occupe plus de place dans l'état solide que dans l'état liquide.}}<br />
Ainsi, la référence n'est pas liée à la température mais à un changement d'état. <br />
<br />
En 1799, le kilogramme a été défini comme la masse d'un décimètre cube (soit '''un litre''') d'eau pure à son maximum de densité.<br />
[[File:Kilogramme_étalon.jpg|thumb|right|Prototype de kilogramme étalon]]<br />
<br />
==Etalon international==<br />
En 1889, lors de la première Conférence Générale des Poids et Mesures (CGPM), le prototype international devient l'unité de masse. Il s'agit d'un cylindre fait d'un alliage de platine et d'iridium, comme le [[mètre]] étalon présenté au même moment. 40 copies sont réalisées à Londres et distribuées aux différentes nations. <br />
<br />
Le prototype international est conservé au Pavillon de Breteuil, à Sèvres, et n'est jamais utilisé pour modifier le moins possible sa masse.<br />
<br />
==Vers une nouvelle définition==<br />
Le kilogramme est la seule unité du système international à être encre définie à partir d'un étalon. Un des inconvénients est que la masse de l'étalon ne peut être absolument stable. Les prototypes nationaux sont comparés au prototype international tous les 50 ans environ, et on observe une dérive moyenne de <math>50\mu g</math> depuis 1889. De plus on ne peut pas déterminer la variation de la masse de l'étalon international, puisqu'il est la référence. <br />
<br />
Les scientifiques cherchent donc une définition "quantique" du kilogramme, afin qu'il y ait une stabilité à long terme.<br />
<br />
===La balance du Watt===<br />
Le kilogramme est lié à la constante de Planck, <math>h</math>. L'idée la nouvelle définition du kilogramme est la même que pour le [[mètre]]: la [[vitesse de la lumière]] a été définie comme constante, pour en déduire le même. Ici on cherche à définir <math>h</math> comme constante, pour en déduire le kilogramme.<br />
<br />
La balance du Watt est un instrument très sophistiqué, dont l'idée principale réside dans le fait de comparer une puissance électrique et une puissance mécanique. Il existe seulement 5 balances du Watt dans le monde.<br />
[[File:Sphere_Si.jpg|right|thumb|Achim Leistner tient dans sa main une sphère d'un kilogramme de silicium pur]]<br />
<br />
===Le projet Avogadro===<br />
La [[mole]] est l'unité du SI pour la quantité de matière. Une mole représente un groupe de particules, comme des atomes ou des molécules. La mole est définie comme la quantité d'entités égale au nombre d'atomes contenus dans 12g de carbone 12. On appelle ce nombre le '''nombre d'Avogadro''', noté <math>N_{A}</math>.<br />
<br />
On peut alors retourner le problème, comme pour le mètre, et définir le kilogramme comme la masse de <math>\frac{N_{A}\times 1000}{12}</math> atomes de carbone 12. Il faut alors déterminer la valeur de <math>N_{A}</math> le plus précisément possible.<br />
<br />
Pour cela, les chercheurs ont fabriqué une sphère de '''silicium''' (symbole: Si) supposée de masse 1kg. Grâce à des instruments extrêmement précis, on peut déterminer le nombre d'atomes contenus dans la sphère. {{Note|La sphère de silicium est tellement ronde que si on imagine la même sphère mais de la taille de la Terre, la distance entre la plus haute montagne et l'océan le plus profond ne serait que de quelques mètres!}} <br />
<br />
La valeur la plus précise actuellement est <math>N_{A}=(6,02214082\pm 0,00000018).10^{23}</math> particules par mole, soit environ 602 214 milliards de milliards de particules.<br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
JEDRZEJEWSKI, Franck. ''Histoire universelle de la mesure''. Ellipses éd. 2002. 416p. ISBN 2-7298-1106-0<br />
<br />
GUEDJ, Denis. ''Le mètre du monde''. Paris : Éd. du Seuil, 2000. 396 p. ISBN 978-2-7578-2490-0<br />
<br />
HECHT, Eugene. ''Physique''. Traduction de la 1ère édition américaine. éd. De Boeck Université, 1999. 1304 p. ISBN 2-7445-0018-6<br />
<br />
BIPM: Sur la révision à venir du SI. [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/measurement-units/new-si/><br />
<br />
La métrologie française: Balance du Watt [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.metrologie-francaise.fr/fr/dossiers/balance-watt.asp><br />
<br />
Institut fédéral de métrologie METAS: ''Comment la balance du watt fonctionne''. [en ligne]. METinfo, Vol. 23, No. 1/2016. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.metas.ch/dam/data/metas/Dokumentation/METASPublikationen/metinfo/METinfo2016/Comment%20la%20balance%20du%20watt%20fonctionne.pdf><br />
<br />
NIST: Redefining the Kilogram: Silicon. [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.nist.gov/pml/si-redef/kg_new_silicon.cfm><br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Seconde&diff=418
Seconde
2016-07-07T14:16:45Z
<p>Alice.thomas : ajout image transition énergie</p>
<hr />
<div><div align="justify"><br />
[[Catégorie:SI]]<br />
<br />
{{En bref| La seconde est l'unité de base de mesure du temps. 60 secondes forment une minute, et 60 minutes forment une heure. <br> Pour mesurer le temps, on se base sur un mouvement régulier qui se répète. <br> La seconde a d'abord été définie à partir de la rotation de la Terre sur elle-même, puis à partir de la rotation de la Terre autour du Soleil, en 1957. <br> [[File:Spectre_cesium.png | thumb|center| 900px| Spectre de l'atome de Césium dans le visible]] Aujourd'hui, et depuis 1967, la seconde est basée sur l'atome de Césium 133. On la mesure à l'aide d'horloges atomiques, qui sont très précises: le décalage n'est que d'une seconde tous les 3 milliards d'années pour les horloges les plus récentes! }} <br />
<br />
[[File:Clock-pendulum.gif|frame|right| 250px| Principe de fonctionnement d'une horloge à pendule qui bat la seconde]]<br />
<br />
La seconde est aujourd'hui définie comme la '''durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de césium 133'''. Ce qu'il faut retenir ici, c'est que la seconde est définie de manière très précise en prenant comme référence l'atome, comme pour le mètre.<br />
<br />
La seconde a d'abord été définie comme la 86 400e partie du jour solaire moyen. Le jour est découpé en 24 heures, qui sont découpées en 60 minutes, elles-même découpées en 60 secondes, ce qui nous fait bien un total de 86 400 secondes dans une journée. Cette durée est également proche du battement de coeur d'un homme adulte au repos.<br />
<br />
La rotation de la Terre sur elle-même n'étant pas uniforme, il a été décidé en 1957 de définir la seconde à partir de la rotation de la Terre autour du Soleil, c'est-à-dire à partir de l'année. La seconde est alors la fraction 1/31 556 925,9747 de l'année 1900.<br />
<br />
Lors de la 13e Conférence Générale des Poids et Mesures en 1967, la seconde a été définie non pas avec la Terre comme référence mais avec l'atome.<br />
<br />
Pour définir une seconde, il faut un mouvement régulier qui se répète à l'identique. Il faut alors trouver un mécanisme qui multiplie ou divise la période de ce mouvement régulier pour afficher les secondes.<br />
<br />
== Le pendule de Huygens ==<br />
Une horloge à pendule fonctionne, comme son nom l'indique, grâce à un pendule.<br />
<br />
Un pendule simple est une masse ponctuelle, c'est à dire, en pratique, de faible dimension (en théorie, elle est concentrée en un seul point), accrochée à un fil de masse négligeable. Sa position d'équilibre est la position verticale. Si on écarte le pendule de cette position d'équilibre, il va osciller périodiquement en décrivant un arc de cercle sous l'effet de la pesanteur. On peut montrer que la période des oscillations s'exprime par la relation: <math>T=2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}</math> avec <math>T</math> la période du pendule, <math>g</math> l'accélération de la pesanteur et <math> l</math> la longueur du fil. {{ Note|La période d'un pendule est le temps que met la masse pour effectuer un aller-retour en partant d'une position donnée.}} <br />
<br />
En 1644, il a été remarqué qu'un pendule ayant une longueur d'environ un mètre (ou du moins l'équivalent à cette époque, le mètre n'existant pas encore) a une période de deux secondes. Des mécanismes ont alors été inventés pour que la demi-période d'un tel pendule indique les secondes qui passent.<br />
<br />
Toutefois ces pendules ont quelques défauts: d'une part, la longueur du fil change avec la température. S'il fait chaud, le fil se dilate et est plus long. D'autre part, la période du pendule dépend de <math> g </math>, qui n'est pas constant sur Terre.<br />
<br />
== La montre à quartz ==<br />
Le principe de fonctionnement d'une montre à quartz est basé sur la faculté du cristal de quartz à vibrer à une fréquence bien définie lorsqu'on le stimule électriquement. La pile fournit de l'énergie électrique au cristal, qui va alors vibrer à une [[fréquence]] de 32 768 Hertz. Ces vibrations alimentent un moteur qui va faire tourner les aiguilles de la montre. <br />
<br />
Une telle montre se décale d'une seconde tous les 20 ans environ.<br />
<br />
== L'horloge atomique ==<br />
Dans le cas d'une horloge atomique, le mouvement régulier qui sert de base est la période de transition d'un atome de Cesium 133. {{Note|[[File:Emission.png|frame|right| 250px| Schéma du principe de l'émission d'un photon lors d'une transition de désexcitation entre 2 niveaux d'énergie discrets Ej et Ei d'un atome ou ion.]] Un atome possède des niveaux d'énergie bien définis. On dit que l'énergie d'un atome est ''quantifiée''. <br> Lorsqu'un atome passe d'un état d'énergie excité à un état d'énergie plus faible, il émet un photon de fréquence <math>\nu =\frac{\Delta E}{h} </math> avec <math> \Delta E</math> la variation d'énergie entre les deux états et <math>h</math> la constante de Planck qui vaut environ <math>6,63.10^{-34}J.s</math>. }}<br />
<br />
En multipliant la période de la transition entre deux états de l'atome de Cesium par 9 192 631 770, on obtient une seconde. (On rappelle que la période <math>T</math> est égale à <math>\frac{1}{\nu}</math>).<br />
<br />
== Pour aller plus loin ==<br />
[https://www.youtube.com/watch?v=z3uDFcKI8wg TEDxParisSalon 2012 - Noel Dimarcq - Une brève histoire de la mesure du temps] (15min)<br />
<br />
[https://www.youtube.com/watch?v=l8CI3bs9rvY How Do Atomic Clocks Work?] (5min30)<br />
<br />
[https://www.youtube.com/watch?v=p2BxAu6WZI8 How an atomic clock works, and its use in the global positioning system (GPS)] (4min 30)<br />
<br />
== Bibliographie/Webographie ==<br />
<br />
BIPM: Résolution 9 de la 11e CGPM, 1960 [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/11/9/><br />
<br />
BIPM: Résolution 1 de la 13e CGPM, 1967/68. [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/13/1/><br />
<br />
SALOMON, Christophe. ''La mesure du Temps au XXIe siècle''. [en ligne]. Séminaire Poincaré XV Le Temps, 2010 [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bourbaphy.fr/salomon.pdf ><br />
<br />
Articles wikipédia: <br />
<br />
[https://en.wikipedia.org/wiki/Second Second] (en anglais)<br />
<br />
[https://fr.wikipedia.org/wiki/Seconde_(temps) Seconde (temps)] (en français)<br />
<br />
[https://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_clock Atomic clock] (en anglais)<br />
<br />
[https://fr.wikipedia.org/wiki/Horloge_atomique Horloge atomique] (en français)<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=M%C3%A8tre&diff=417
Mètre
2016-07-07T14:13:35Z
<p>Alice.thomas : modification "en bref"</p>
<hr />
<div><div align="justify"><br />
[[Catégorie:SI]]<br />
{{En bref| Le mètre a été défini à la révolution française afin d'unifier les mesures qui étaient différentes selon les métiers ou les régions. En effet, pas facile de s'y retrouver lorsque l'on mesure en pieds, le voisin en toises, et l'autre voisin en pouces! <br> <br> Le mètre a tout d'abord été défini comme la [[#Le méridien de Méchain et Delambre|dix-millionième partie du quart du méridien terrestre]], c'est à dire une partie du cercle qui fait le tour de la Terre en passant par ses pôles. Il a alors fallu mesurer cette partie de méridien. Deux astronomes français, Méchain et Delambre, effectueront cette mesure en pleine période révolutionnaire. <br> <br> Mais cette mesure du mètre n'est pas assez précise pour les travaux de spectroscopie et d'interférométrie au 20e siècle. Le mètre a donc été défini à partir de la [[#Le mètre optique|longueur d'onde du krypton]], un gaz noble. <br> Lorsque la [[vitesse de la lumière]] a été fixée comme constante universelle en 1983, le mètre a été défini à partir de cette constante et de la mesure de la seconde. Le mètre est donc aujourd'hui la '''longueur parcourue dans le vide par la lumière pendant 1/299 792 458 seconde'''. }} <br />
<br />
== Origine du mètre == <br />
<br />
Avant le 18e siècle, pour mesurer les longueurs, différentes unités sont utilisées, qui peuvent varier selon les régions ou la taille de l'objet mesuré: le pied, par exemple, le pouce, ou encore la lieue, qui est à l'origine la distance que peut parcourir un homme en une heure. Ces grandeurs varient selon les personnes et ne sont donc pas universelles.<br />
<br />
En 1790, aux Etats-Unis, le président Thomas Jefferson propose un système décimal d'unités pour simplifier les transactions et limiter les fraudes, mais le Congrès américain oublie vite l'idée. C'est en France, dans le climat propice aux innovations qu'est la révolution française, que l'uniformisation des unités a été décidée. <br />
<br />
En 1791, une commission chargée de fixer la base de l'unité des mesures "''à tous les temps, à tous les peuples''" est créée. Cette commission cherche alors à rapporter ces unités à un étalon universel qui servirait de référence et serait basé sur un phénomène naturel, et non pas sur la longueur du pouce du roi. Plusieurs propositions sont alors faites: la longueur du pendule battant la seconde, ou la dix millionième partie du quart du méridien terrestre.<br />
<br />
== Le pendule battant la seconde ==<br />
<br />
[[File:Pendule_simple.png|frame|right|Schéma d'un pendule simple]]<br />
Un pendule simple est une masse ponctuelle, c'est à dire, en pratique, de faible dimension (en théorie, elle est concentrée en un seul point), accrochée à un fil de masse négligeable. Sa position d'équilibre est la position verticale. Si on écarte le pendule de cette position d'équilibre, il va osciller périodiquement en décrivant un arc de cercle sous l'effet de la pesanteur. On peut montrer que la période des oscillations s'exprime par la relation: <math>T=2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}</math> avec <math>T</math> la période du pendule, <math>g</math> l'accélération de la pesanteur et<math> l</math> la longueur du fil. {{ Note|La période d'un pendule est le temps que met la masse pour effectuer un aller-retour en partant d'une position donnée.}}<br />
<br />
Jean Picard, un astronome français du 17e siècle, propose de prendre comme étalon universel la '''longueur d'un pendule simple qui bat la seconde'''. Il entend par là un pendule dont la demi-période vaut une seconde. Si on exprime <math>l</math> en fonction de <math>T</math>, on a: <math>l=(\frac{T}{2\pi })^{2}\times g</math>. Donc si on prend la demi-période égale à une seconde, on a <math>T=2</math> et l'équation devient: <math>l=\frac{g}{\pi ^{2}}</math><br />
<br />
La période du pendule, et donc la longueur du fil pour une période fixée, dépend de <math>g</math>, l'accélération de la pesanteur. Or, cette accélération n'est pas constante sur Terre: elle dépend de plusieurs paramètres, dont la latitude et l'altitude. L'étalon n'est donc pas universel, il dépend de l'endroit où l'on se trouve. C'est principalement pour cette raison que le quart de méridien a été choisi comme référence à la place du pendule.<br />
<br />
== Le méridien de Méchain et Delambre ==<br />
<br />
* 1971: La Terre est choisie comme référence de base pour la définition du mètre. Le quart de méridien terrestre, du pôle à l'équateur, est choisi comme unité de longueur. Un mètre représente alors la '''dix millionième partie de ce quart de méridien'''. Il faut alors mesurer un arc de ce quart de méridien pour connaitre sa longueur. {{Note|A cette époque, on appelle méridien terrestre un cercle complet autour de la Terre passant par ses deux pôles. }}<br />
<br />
Les astronomes Pierre Méchain et Jean-Baptiste Delambre sont alors chargés de mesurer la distance entre Dunkerque et Barcelone.[[File:Méchain.jpg|thumb|150px|right|Pierre Méchain (Stoyan R. et al. Atlas of the Messier Objects: Highlights of the Deep Sky. — Cambridge: Cambridge University Press, 2008. — P. 23.) ]] [[File:Delambre.jpg|thumb|150px|right|Jean-Baptiste Delambre (Henri Coroênne — Bibliothèque de l’Observatoire de Paris)]] Méchain part de Barcelone tandis que Delambre part de Dunkerque, les deux astronomes doivent se retrouver à Rodez. Ils vont utiliser la méthode de [[Distances sur Terre#triangulation|triangulation]].<br />
<br />
<br />
{{Note|[[File:Méridienne_de_Paris.jpg|thumb|200|left|Méridienne de Paris (D'après travaux de J. Cassini - BnF, Gallica)]] [[File:Cercle_repetiteur.png|thumb|150px|right|Cercle répétiteur de Borda (François Arago - Extrait de "Astronomie populaire" Tome 3 de François ARAGO sur Wikisource)]]Cette méthode avait déjà été utilisée par Cassini au début du 18e siècle pour déterminer la longueur de la méridienne de Paris (aussi appelée méridienne de France). Il s'agit du méridien passant par l'Observatoire de Paris. Toutefois les mesures effectuées par Méchain et Delambre sont beaucoup plus précises grâce au perfectionnement du cercle répétiteur, mis au point par Borda et amélioré par Lenoir. Cet instrument permet de mesurer les angles avec une grande précision en répétant les mesures de nombreuses fois. }}<br />
<br />
<br />
Le contexte historique et politique de l'époque va fortement ralentir les mesures. Le périple, qui devait durer un an, en durera 7. <br />
Delambre souhaite effectuer ses mesures depuis les stations utilisées par Cassini. Mais la plupart on été détruites, ou nécessitent d'importants travaux de rénovation. De plus, sa progression est ralentie car le peuple est majoritairement anti-royaliste, et son laissez-passer est signé directement par Louis XVI. La prison le guette. Il réussit tout de même à terminer les mesures de quatorze stations en 8 mois. Il est alors à Paris et obtient un nouveau passeport, cette fois-ci non signé par le roi, qui a été guillotiné le 21 janvier 1793.<br />
<br />
* Mars 1793: La France déclare la guerre à l'Angleterre et à l'Espagne. Méchain termine toutefois ses mesures juste avant la déclaration de guerre, mais il est contraint de résider à Barcelone. Il se rend alors chez un ami, où il est victime d'un grave accident qui le plonge dans le coma. Il en sort une semaine plus tard, avec les côtes et l'épaule droite cassées. <br />
<br />
* 1er août 1793: A Paris, un mètre provisoire est défini. Seize mètres étalons sont disposés à Paris, dans les lieux les plus fréquentés. Aujourd'hui il en reste deux: un au 36 rue de Vaugirard, et un autre au 13 de la place Vendôme. [[File:Metre_etalon.jpg|frame|center|Mètre étalon, au 36 rue de Vaugirard (LPLT/Wikimedia commons)]]<br />
<br />
* Décembre 1793: Delambre est destitué de la Commission des poids et mesures pour avoir soutenu Lavoisier, considéré comme traitre de la nation. La France est alors en pleine période de Terreur. Les opérations de mesures de la Méridienne sont interrompues pendant dix-sept mois. Méchain se réfugie en Italie pendant un an. <br />
<br />
* 1795: Une loi institue le système métrique décimal: ''Art. 2: Il n'y aura qu'un seul étalon des poids et mesures pour toute la France ; ce sera une règle de platine sur laquelle sera tracé le mètre, qui a été adopté pour l'unité fondamentale de tout le système des mesures. Les mesures seront marquées du poinçon de la République.'' Une Agence temporaire des poids et mesures est créée pour remplacer l'ancienne Commission. Delambre et Méchain sont appelés à reprendre leurs mesures. Méchain s'occupe alors de relier les triangles de la frontière entre la France et l'Espagne, la guerre étant finie. Cela lui prend trois mois, malgré des conditions météorologiques et géographiques difficiles. <br />
* 1796: L'Agence temporaire est remplacée par le Bureau des poids et mesures. <br />
* 1798: Delambre et Méchain ont fini tous les triangles, et se retrouvent à Carcassonne après plus de six ans de séparation. Il se rendent ensemble à Paris à la fin du mois de novembre, où le mètre "vrai et définitif" est défini. Il s'avère alors qu'il est plus court que le mètre temporaire, mais la différence est négligeable pour les usages courants. Les mètres provisoires déjà diffusés vont être conservés et vont devenir définitifs. Aujourd'hui, il s'avère que le mètre temporaire est plus proche du mètre actuel que le mètre "vrai"!<br />
* 1840: Le système métrique est décrété en France. Il est peu à peu adopté par les autres pays. Un mètre étalon en platine iridié est conservé au pavillon de Breteuil, ainsi qu’un kilogramme étalon, lui aussi en platine iridié.<br />
[[File:Breteuil.jpg|frame|center|Pavillon de Breuteuil, où sont conservés le mètre et le kilogramme étalon en platine iridié (NIST)]]<br />
<br />
== Le mètre optique ==<br />
<br />
===Longueur d'onde du krypton 86===<br />
Au début du 20e siècle, les techniques de spectroscopie et d’interférométrie font leur apparition. {{ Note|[[File:Krypton_Spectrum.jpg|frame|right|Spectre du krypton]]La spectroscopie est l'étude de la décomposition de la lumière, par un prisme par exemple. On observe des raies spectrales, qui ont des longueurs d'ondes bien définies propres à chaque atome.}} <br />
Le mètre actuel n’est alors pas assez précis, il faut définir un nouveau mètre: le mètre optique. Le mètre est alors défini comme '''1 650 763,73 longueurs d’onde dans le vide de la radiation orangée du krypton 89'''. <br />
{{ Note|[[File:longueurdonde.png|right|250px]] La lumière se comporte comme une onde, c'est-à-dire une perturbation qui se propage dans un milieu. Un bon moyen de se représenter une onde est d'imaginer une vague. La [[longueur d'onde]] est alors la distance qui sépare deux crêtes de la vague. La lumière se propage de la même manière que cette vague et possède une longueur d'onde. }}<br />
Il s’agit bien d’un étalon naturel, reproductible et invariant. Sa précision est 50 fois supérieure à celle du mètre précédent. Mais la lumière émise par le krypton 86 est incohérente, ce qui rend cet étalon difficile à utiliser.{{ Note|[[File:interférences.jpg|frame|right|On peut observer des interférences en jetant deux cailloux dans une mare au même moment.]] Des ondes sont dites incohérentes si elles ne produisent pas d'interférences lorsqu'on les combine. Il y a interférence si les ondes interagissent l'une avec l'autre. C'est ce phénomène d'interférence qui est à l'origine des irisations que l'on peut observer sur les bulles de savon. [[File:Bubble.jpg|frame|left|Phénomène d'irisation sur une bulle de savon]] }}<br />
<br />
===Vitesse de la lumière===<br />
En 1975, la [[vitesse de la lumière]] c est fixée comme constante universelle, et n’a donc plus d’incertitude. Le 20 octobre 1983, il est décidé que le mètre n’est plus une unité fondamentale mais une unité dérivée de la seconde et de la vitesse de la lumière. Il est alors défini comme la '''longueur parcourue dans le vide par la lumière pendant 1/299 792 458 seconde'''. Ce nouvel étalon est 30 fois plus précis que le précédent, car dans sa définition seule la seconde possède une incertitude.<br />
<br />
== Bibliographie/Webographie ==<br />
<br />
GUEDJ, Denis. ''Le mètre du monde''. Paris : Éd. du Seuil, 2000. 396 p. ISBN 978-2-7578-2490-0<br />
<br />
PERDIJON, Jean. ''La mesure: Histoire, science et philosophie''. Paris: Junod, 2004. 132p. ISBN 2-10-007253-6<br />
<br />
La métrologie française: Histoire de la mesure. [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.metrologie-francaise.fr/fr/histoire/histoire-mesure.asp><br />
<br />
FEVRIER, Denis: Histoire du mètre. [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.entreprises.gouv.fr/metrologie/histoire-metre><br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Distances_sur_Terre&diff=416
Distances sur Terre
2016-07-07T14:03:26Z
<p>Alice.thomas : mise à jour "en bref"</p>
<hr />
<div><div align="justify"><br />
[[Catégorie:Terre]]<br />
<br />
{{En bref| Pour mesurer la distance entre deux points, la première chose à laquelle on pense est utiliser une règle, ou un mètre ruban. <br> Mais comment faire pour mesurer de plus grandes distances, comme la distance qui sépare deux villes? Mettre plusieurs règles bout à bout? Fabriquer un mètre ruban très long? <br> <br> Bien plus astucieux: la technique de [[#La triangulation |triangulation]] permet de mesurer de grandes distances plus facilement, à partir de mesures d'angles. Cette technique consiste à découper la distance que l'on veut mesurer à l'aide de triangles, il suffit alors de mesurer les angles de tous ces triangles et d'utiliser quelques formules de trigonométrie pour calculer la distance qui nous intéresse. <br> <br> Et pour des distances assez petites, comme l'écart entre deux murs ou la largeur d'une rue, il existe aujourd'hui des [[#Télémétrie laser|appareils électroniques]] utilisant un faisceau laser qui peuvent prendre ces mesures de loin : c'est la télémétrie laser.}} <br />
<br />
== La triangulation ==<br />
[[File:triangle.png|frame]] La triangulation est une technique inventée au 17e siècle qui permet de calculer des longueurs à partir de mesures d'angles. Elle a notamment été utilisée à la fin du 18e siècle par [[Mètre#Le méridien de Méchain et Delambre|Méchain et Delambre]], lors de la définition du [[mètre]]. Cette méthode fait appel à la trigonométrie et se base sur la loi des sinus:<math> \frac{a}{sin\alpha }=\frac{b}{sin\beta }=\frac{c}{sin\gamma }</math>. Elle part du principe que si on connait deux angles et un côté d'un triangle, alors on en connait tous les côtés. On peut ainsi mesurer de longues distances plus précisément et plus facilement qu'en mettant des règles de longueur connues bout à bout. <br />
<br />
<br />
[[File:triangulation.png|left|thumb|150px|Schéma de triangulation]] <br />
Le principe est relativement simple: il faut tracer des triangles donc les sommets sont visibles les uns depuis les autres (comme des clochers, des collines...) et y placer un signal. La seule mesure qui n'est pas un angle est celle d'un côté du triangle, au départ. Toutes les autres mesures nécessaires sont des mesures d'angles, effectuées grâce au cercle répétiteur. <br />
<br />
Prenons un exemple concret: <br />
<br />
On cherche à mesurer la distance AB, représentée sur le schéma. On peut décomposer cette distance ainsi: <math>AB=AG+GH+HI+IB</math>.<br />
Le côté en rouge représente la base du premier triangle, que l'on a mesurée. <br />
*On travaille tout d'abord dans le triangle ACD. On connait AC, ainsi que les angles <math>\widehat{DAC}</math> et <math>\widehat{ACD}</math>. On peut donc calculer <math>\widehat{ADC}</math>, car on sait que dans un triangle, la somme des angles vaut 180°. Grace à la loi des sinus, on peut calculer les côtés AD et DC. Nous avons donc résolu le triangle ACD.<br />
*Plaçons nous maintenant dans le triangle AGD: on peut mesurer l'angle <math>\widehat{ADG}</math> (que l'on connait en fait déjà, puisqu'il s'agit de l'angle <math>\widehat{ADC}</math>) , ainsi que l'angle <math>\widehat{DAG}</math>, qui est l'angle entre le côté AD et le méridien, que l'on appelle ''azimut''. Nous connaissons également le côté AD. A nouveau, nous avons un triangle dont on connait un côté ainsi que deux angles. On peut donc calculer les côtés DG et AG. Nous avons une première partie de notre distance AB!<br />
*On répète ces mesures et ces calculs dans le triangle ACG, afin de connaitre la distance CG. Ainsi on connait le côté DC, qui est égal à <math>DG+CG</math>.<br />
*Et ainsi de suite, on travaille dans le triangle DCE, et de triangle en triangle on finit par connaitre chacun des morceaux de notre distance AB!<br />
<br />
Pour chaque triangle, il suffit donc d'effectuer des mesures d'angles depuis deux signaux sur trois, ce qui rend la tache relativement aisée: imaginez un triangle dont les sommets sont deux collines et un clocher. Il n'est pas nécessaire d'effectuer des mesures depuis le haut du clocher, ce qui facilite grandement les choses !<br />
<br />
Il faut toutefois ajouter qu'en pratique, les sommets des triangles, donc les signaux, ne sont pas tous à la même hauteur. Il faut alors mesurer aussi l'angle entre le côté du triangle et la verticale. De plus, la Terre est ronde donc les côtés des triangles sont courbes, ce qui complique encore les calculs.<br />
<br />
=== Le cercle répétiteur ===<br />
[[File:Cercle_repetiteur.png|thumb|185px|left|Cercle répétiteur de Borda (François Arago - Extrait de "Astronomie populaire" Tome 3 de François ARAGO sur Wikisource)]]<br />
Cet instrument, mis au point par Jean-Charles de Borda et amélioré par Etienne Lenoir, permet de mesurer les angles avec une grande précision. Il permet en effet de réaliser plusieurs mesures du même angle, sans remettre l'instrument au zéro, ce qui réduit considérablement l'incertitude sur la mesure. <br />
<br />
<br />
[[File:cercle_borda.png|center|thumb|300px|Principe d'utilisation du cercle répétiteur]] <br />
<br />
<br />
L'instrument est un cercle où sont gradués les angles. Deux lunettes sont situés sur ce cercle. Il faut tout d'abord viser les signaux avec les lunettes: une lunette sur chaque signal (1). On verrouille cette position, et on fait pivoter le système pour que la lunette de gauche vise le signal de droite (2). On note alors la position de la lunette de droite, et on recommence la mesure en visant à nouveau le signal de gauche (3). On peut ainsi effectuer un grand nombre de mesures rapidement.<br />
<br />
<br />
== Télémétrie laser ==<br />
[[File:Télémetre_laser.jpg|right|thumb|300px|Exemple de télémètre laser]]<br />
<br />
Il existe aujourd'hui des appareils qui permettent de mesurer des distances sans contact. Toutefois ils ne fonctionnent que pour des distances allant jusqu'à quelques centaines de mètres. <br />
<br />
On peut ainsi mesurer la distance entre le télémètre et un mur, par exemple. Le principe est le suivant:<br />
<br />
Un signal est envoyé en ligne droite par le télémètre vers le mur. Il va alors se réfléchir contre ce mur, et va revenir vers le télémètre qui va le détecter. Il suffit alors de mesurer le temps mis par le signal pour effectuer l'aller-retour, sachant qu'il se déplace à la [[vitesse de la lumière]].<br />
<br />
La distance <math>D</math> entre le télémètre et le mur vaut alors: <math>D=\frac{1}{2}c\Delta t</math> avec <math>c</math> la vitesse de la lumière et <math>\Delta t</math> le temps entre l'émission et la réception du signal.<br />
<br />
{{note|Le même principe est employé par les chauve-souris pour se repérer grâce à l'écholocalisation. La différence est qu'elles émettent des ultrasons, qui sont des ondes sonores, alors que la télémétrie laser utilise des ondes électromagnétiques. }} <br />
<br />
== Géodésie spatiale ==<br />
Pour mesurer de plus grandes distances, des satellites artificiels peuvent être utilisés. <br />
<br />
Pour plus de détails, voir le paragraphe suivant: [[Taille de la Terre#Géodésie spatiale |Géodésie spatiale]]<br />
<br />
== Bibliographie/Webographie ==<br />
BOUTELOUP, Didier. ''Topométrie: Mesure des distances''. [en ligne]. IGN/ENSG. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.univ-valenciennes.fr/coursenligne/topographie/partie3/papier.pdf><br />
<br />
OBSPM: « c » à Paris, Vitesse de la lumière : histoires et expériences [en ligne] Exposition de l'Observatoire de Paris et de l'Université Paris VI - Pierre et Marie Curie réalisée en 2005. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://expositions.obspm.fr/lumiere2005/triangulation_plus.htmll><br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Incertitudes_de_mesure&diff=415
Incertitudes de mesure
2016-07-07T12:51:00Z
<p>Alice.thomas : chiffres significatifs</p>
<hr />
<div>Toute mesure est réalisée avec une incertitude. Cette incertitude peut être due à l'erreur humaine, à la précision limitée de l'appareil de mesure... <br />
Ainsi, lorsqu'on présente un résultat de mesure, il est important de préciser l'incertitude correspondante afin de pouvoir évaluer la précision de ce résultat.<br />
<br />
On présente généralement un résultat sous la forme: <math>M=m\pm \Delta M</math> avec <math> M </math> la mesure effectuée, <math>m</math> la valeur estimée du résultat de cette mesure et <math> \Delta M </math> l'incertitude associée. Cela signifie que le résultat de la mesure est compris dans l'intervalle <math>[m+\Delta M, m-\Delta M]</math>. <br />
<br />
Prenons un exemple concret:<br />
[[File:Règle.png|frame |center |]]<br />
On cherche ici à mesurer la longueur de l'objet bleu. Pour cela, on utilise une règle graduée toutes les unités. On trouve que la longueur est légèrement au dessus de 11cm, mais les graduations ne nous permettent pas de déterminer précisément à quel endroit entre 11 et 12cm la longueur se situe. On peut alors écrire que <math> M = 11\pm 1 cm</math>. Cela veut dire que la longueur de l'objet est comprise entre <math>10cm</math> et <math>12cm</math>.<br />
<br />
===Comment réduire les incertitudes?===<br />
<br />
Pour réduire les incertitudes sur une mesure, et donc effectuer une mesure plus précise, on peut tout d'abord utiliser un instrument de mesure plus précis. Par exemple, dans le cas de notre règle graduée, une règle graduée tous les millimètres aurait permis de déterminer la longueur de l'objet au millimètre près.<br />
<br />
Une autre technique peut être de répéter la même mesure dans des conditions strictement identiques, et d'effectuer une moyenne de tous les résultats de mesure obtenus.<br />
<br />
===Fidélité et justesse===<br />
[[File:Precision_metrologique.png |frame |center |]]<br />
Imaginons que nous répétons plusieurs fois la même mesure, avec le même instrument, dans des conditions identiques, et traçons une croix sur un cercle pour chacun des résultats obtenus. On suppose que la valeur vraie de la mesure se situe au centre du cercle.<br />
<br />
Un instrument est dit '''fidèle''' si on observe peu de dispersion. Les points sont centrés autour de leur moyenne, mais pas autour de la valeur vraie. On parle alors d''''erreur systématique'''.<br />
<br />
Il est dit '''juste''' si les points sont situés autour de la valeur vraie, mais très dispersés. Il y a alors peu d'erreur systématique, mais l'instrument n'est pas précis.<br />
<br />
Enfin, si l'instrument est fidèle et juste, on dit qu'il est '''exact'''. Les points sont centrés autour de la valeur vraie.<br />
<br />
<br />
===Notation scientifique===<br />
La '''notation scientifique''' est utilisée par les scientifiques lorsqu'ils doivent écrire de très grands ou de très petits nombres. <br />
<br />
Elle consiste à écrire les nombres sous la forme: <math>a\times 10^{n}</math> avec <math>1\leq a< 10</math> et <math>n</math> un nombre entier.<br />
<br />
Un exemple: pour faciliter les calculs, on arrondi souvent la [[vitesse de la lumière]] à 300 000km/s, soit 300 000 000m/s. En notation scientifique, ce nombre s'écrit: <math>3\times 10^{8}</math>m/s.<br />
===Chiffres significatifs===<br />
<br />
Il est important, lorsqu'on publie un résultat, d'exprimer l'incertitude correspondante, avec le bon nombre de '''chiffres significatifs''', c'est à dire des chiffres qui ont une signification réelle.<br />
<br />
Pour connaitre le nombre de chiffres significatifs d'un nombre, il faut suivre quelques règles:<br />
*Les chiffres '''non nuls''' (différents de 0) sont '''toujours''' significatifs<br />
*Un 0 n'est pas significatif s'il est placé en tête du nombre<br />
*Un 0 est significatif s'il est placé à la fin du nombre.<br />
<br />
Quelques exemples: <br />
* 42 : 2 chiffres significatifs<br />
* 4,2 : 2 chiffres significatifs<br />
* 0,42 : 2 chiffres significatifs<br />
* 0,420 : 3 chiffres significatifs<br />
<br />
Lorsque l'on additionne, soustrait, divise ou multiplie des nombres, le résultat de doit pas avoir plus de décimales que le nombre qui en a le moins.<br />
<br />
Exemple: calculons par exemple le périmètre <math>p</math> d'un cercle de rayon <math>r=4,2cm</math>. On utilise la formule: <math>p=\pi r^{2}</math>. La calculatrice nous donne alors <math>p=55,41796944...</math> Mais <math>r</math> n'ayant que deux chiffres significatifs, il faut écrire <math>p=55cm^{2}</math>. Pour écrire ce résultat en unités du Système International, il faut écrire : <math>p=5,5\times 10^{-1}m^{2}</math>.<br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
LANGEVIN-JOLIOT, Hélène ; HAÏSSINSKI, Jacques. ''Science et culture : Repères pour une culture scientifique commune''. Éd. Apogée, 2015, 160 p. ISBN 978-2-84398-473-0<br />
<br />
Eduscol : ''Mesure et incertitudes''. [en ligne]. Ressources pour le cycle terminal général et technologique. © MENJVA/DGESCO-IGEN. [consulté le 6 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://national.udppc.asso.fr/attachments/article/537/_ressources_MathPC_Mesure_et_incertitudes_eduscol_214070.pdf></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Incertitudes_de_mesure&diff=414
Incertitudes de mesure
2016-07-07T12:02:55Z
<p>Alice.thomas : fidélité justesse notation scientifique</p>
<hr />
<div>Toute mesure est réalisée avec une incertitude. Cette incertitude peut être due à l'erreur humaine, à la précision limitée de l'appareil de mesure... <br />
Ainsi, lorsqu'on présente un résultat de mesure, il est important de préciser l'incertitude correspondante afin de pouvoir évaluer la précision de ce résultat.<br />
<br />
On présente généralement un résultat sous la forme: <math>M=m\pm \Delta M</math> avec <math> M </math> la mesure effectuée, <math>m</math> la valeur estimée du résultat de cette mesure et <math> \Delta M </math> l'incertitude associée. Cela signifie que le résultat de la mesure est compris dans l'intervalle <math>[m+\Delta M, m-\Delta M]</math>. <br />
<br />
Prenons un exemple concret:<br />
[[File:Règle.png|frame |center |]]<br />
On cherche ici à mesurer la longueur de l'objet bleu. Pour cela, on utilise une règle graduée toutes les unités. On trouve que la longueur est légèrement au dessus de 11cm, mais les graduations ne nous permettent pas de déterminer précisément à quel endroit entre 11 et 12cm la longueur se situe. On peut alors écrire que <math> M = 11\pm 1 cm</math>. Cela veut dire que la longueur de l'objet est comprise entre <math>10cm</math> et <math>12cm</math>.<br />
<br />
===Comment réduire les incertitudes?===<br />
<br />
Pour réduire les incertitudes sur une mesure, et donc effectuer une mesure plus précise, on peut tout d'abord utiliser un instrument de mesure plus précis. Par exemple, dans le cas de notre règle graduée, une règle graduée tous les millimètres aurait permis de déterminer la longueur de l'objet au millimètre près.<br />
<br />
Une autre technique peut être de répéter la même mesure dans des conditions strictement identiques, et d'effectuer une moyenne de tous les résultats de mesure obtenus.<br />
<br />
===Fidélité et justesse===<br />
[[File:Precision_metrologique.png |frame |center |]]<br />
Imaginons que nous répétons plusieurs fois la même mesure, avec le même instrument, dans des conditions identiques, et traçons une croix sur un cercle pour chacun des résultats obtenus. On suppose que la valeur vraie de la mesure se situe au centre du cercle.<br />
<br />
Un instrument est dit '''fidèle''' si on observe peu de dispersion. Les points sont centrés autour de leur moyenne, mais pas autour de la valeur vraie. On parle alors d''''erreur systématique'''.<br />
<br />
Il est dit '''juste''' si les points sont situés autour de la valeur vraie, mais très dispersés. Il y a alors peu d'erreur systématique, mais l'instrument n'est pas précis.<br />
<br />
Enfin, si l'instrument est fidèle et juste, on dit qu'il est '''exact'''. Les points sont centrés autour de la valeur vraie.<br />
<br />
<br />
===Notation scientifique===<br />
La '''notation scientifique''' est utilisée par les scientifiques lorsqu'ils doivent écrire de très grands ou de très petits nombres. <br />
<br />
Elle consiste à écrire les nombres sous la forme: <math>a\times 10^{n}</math> avec <math>1\leq a< 10</math> et <math>n</math> un nombre entier.<br />
<br />
Un exemple: pour faciliter les calculs, on arrondi souvent la vitesse de la lumière à 300 000km/s, soit 300 000 000m/s. En notation scientifique, ce nombre s'écrit: <math>3\times 10^{8}</math>m/s.<br />
===Chiffres significatifs===<br />
<br />
Il est important, lorsqu'on publie un résultat, d'exprimer l'incertitude correspondante, avec le bon nombre de '''chiffres significatifs'''. <br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
LANGEVIN-JOLIOT, Hélène ; HAÏSSINSKI, Jacques. ''Science et culture: Repères pour une culture scientifique commune''. Éd. Apogée, 2015, 160 p. ISBN 978-2-84398-473-0<br />
<br />
Eduscol: ''Mesure et incertitudes''. [en ligne]. Ressources pour le cycle terminal général et technologique. © MENJVA/DGESCO-IGEN. [consulté le 6 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://national.udppc.asso.fr/attachments/article/537/_ressources_MathPC_Mesure_et_incertitudes_eduscol_214070.pdf></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Incertitudes_de_mesure&diff=413
Incertitudes de mesure
2016-07-07T10:01:49Z
<p>Alice.thomas : ajout image fidélité justesse</p>
<hr />
<div>Toute mesure est réalisée avec une incertitude. Cette incertitude peut être due à l'erreur humaine, à la précision limitée de l'appareil de mesure... <br />
Ainsi, lorsqu'on présente un résultat de mesure, il est important de préciser l'incertitude correspondante afin de pouvoir évaluer la précision de ce résultat.<br />
<br />
On présente généralement un résultat sous la forme: <math>M=m\pm \Delta M</math> avec <math> M </math> la mesure effectuée, <math>m</math> la valeur estimée du résultat de cette mesure et <math> \Delta M </math> l'incertitude associée. Cela signifie que le résultat de la mesure est compris dans l'intervalle <math>[m+\Delta M, m-\Delta M]</math>. <br />
<br />
Prenons un exemple concret:<br />
[[File:Règle.png|frame |center |]]<br />
On cherche ici à mesurer la longueur de l'objet bleu. Pour cela, on utilise une règle graduée toutes les unités. On trouve que la longueur est légèrement au dessus de 11cm, mais les graduations ne nous permettent pas de déterminer précisément à quel endroit entre 11 et 12cm la longueur se situe. On peut alors écrire que <math> M = 11\pm 1 cm</math>. Cela veut dire que la longueur de l'objet est comprise entre <math>10cm</math> et <math>12cm</math>.<br />
<br />
===Comment réduire les incertitudes?===<br />
<br />
Pour réduire les incertitudes sur une mesure, et donc effectuer une mesure plus précise, on peut tout d'abord utiliser un instrument de mesure plus précis. Par exemple, dans le cas de notre règle graduée, une règle graduée tous les millimètres aurait permis de déterminer la longueur de l'objet au millimètre près.<br />
<br />
Une autre technique peut être de répéter la même mesure dans des conditions strictement identiques, et d'effectuer une moyenne de tous les résultats de mesure obtenus.<br />
<br />
===Fidélité et justesse===<br />
[[File:Precision_metrologique.png |frame |center |]]<br />
<br />
<br />
===Notation scientifique===<br />
<br />
===Chiffres significatifs===<br />
<br />
Il est important, lorsqu'on publie un résultat, d'exprimer l'incertitude correspondante, avec le bon nombre de '''chiffres significatifs'''. <br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
LANGEVIN-JOLIOT, Hélène ; HAÏSSINSKI, Jacques. ''Science et culture: Repères pour une culture scientifique commune''. Éd. Apogée, 2015, 160 p. ISBN 978-2-84398-473-0<br />
<br />
Eduscol: ''Mesure et incertitudes''. [en ligne]. Ressources pour le cycle terminal général et technologique. © MENJVA/DGESCO-IGEN. [consulté le 6 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://national.udppc.asso.fr/attachments/article/537/_ressources_MathPC_Mesure_et_incertitudes_eduscol_214070.pdf></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Fichier:Precision_metrologique.png&diff=412
Fichier:Precision metrologique.png
2016-07-07T09:38:56Z
<p>Alice.thomas : By The original uploader was Romary at French Wikipedia (<2005> <Romary>) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons</p>
<hr />
<div>By The original uploader was Romary at French Wikipedia (<2005> <Romary>) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons</div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Incertitudes_de_mesure&diff=411
Incertitudes de mesure
2016-07-07T09:10:17Z
<p>Alice.thomas : plan et début de rédaction</p>
<hr />
<div>Toute mesure est réalisée avec une incertitude. Cette incertitude peut être due à l'erreur humaine, à la précision limitée de l'appareil de mesure... <br />
Ainsi, lorsqu'on présente un résultat de mesure, il est important de préciser l'incertitude correspondante afin de pouvoir évaluer la précision de ce résultat.<br />
<br />
On présente généralement un résultat sous la forme: <math>M=m\pm \Delta M</math> avec <math> M </math> la mesure effectuée, <math>m</math> la valeur estimée du résultat de cette mesure et <math> \Delta M </math> l'incertitude associée. Cela signifie que le résultat de la mesure est compris dans l'intervalle <math>[m+\Delta M, m-\Delta M]</math>. <br />
<br />
Prenons un exemple concret:<br />
[[File:Règle.png|frame |center |]]<br />
On cherche ici à mesurer la longueur de l'objet bleu. Pour cela, on utilise une règle graduée toutes les unités. On trouve que la longueur est légèrement au dessus de 11cm, mais les graduations ne nous permettent pas de déterminer précisément à quel endroit entre 11 et 12cm la longueur se situe. On peut alors écrire que <math> M = 11\pm 1 cm</math>. Cela veut dire que la longueur de l'objet est comprise entre <math>10cm</math> et <math>12cm</math>.<br />
<br />
===Comment réduire les incertitudes?===<br />
<br />
Pour réduire les incertitudes sur une mesure, et donc effectuer une mesure plus précise, on peut tout d'abord utiliser un instrument de mesure plus précis. Par exemple, dans le cas de notre règle graduée, une règle graduée tous les millimètres aurait permis de déterminer la longueur de l'objet au millimètre près.<br />
<br />
Une autre technique peut être de répéter la même mesure dans des conditions strictement identiques, et d'effectuer une moyenne de tous les résultats de mesure obtenus.<br />
<br />
===Précision et exactitude===<br />
<br />
===Notation scientifique===<br />
<br />
===Chiffres significatifs===<br />
<br />
Il est important, lorsqu'on publie un résultat, d'exprimer l'incertitude correspondante, avec le bon nombre de '''chiffres significatifs'''. <br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
LANGEVIN-JOLIOT, Hélène ; HAÏSSINSKI, Jacques. ''Science et culture: Repères pour une culture scientifique commune''. Éd. Apogée, 2015, 160 p. ISBN 978-2-84398-473-0<br />
<br />
Eduscol: ''Mesure et incertitudes''. [en ligne]. Ressources pour le cycle terminal général et technologique. © MENJVA/DGESCO-IGEN. [consulté le 6 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://national.udppc.asso.fr/attachments/article/537/_ressources_MathPC_Mesure_et_incertitudes_eduscol_214070.pdf></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Fichier:R%C3%A8gle.png&diff=410
Fichier:Règle.png
2016-07-07T08:59:47Z
<p>Alice.thomas : Alice.thomas a téléversé une nouvelle version de Fichier:Règle.png</p>
<hr />
<div>Travail personnel</div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Fichier:R%C3%A8gle.png&diff=409
Fichier:Règle.png
2016-07-07T08:54:38Z
<p>Alice.thomas : Travail personnel</p>
<hr />
<div>Travail personnel</div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Incertitudes_de_mesure&diff=408
Incertitudes de mesure
2016-07-06T15:21:24Z
<p>Alice.thomas : Création de la page et quelques idées (à développer)</p>
<hr />
<div>Toute mesure est réalisée avec une incertitude. Cette incertitude peut être due à l'erreur humaine, à la précision limitée de l'appareil de mesure... <br />
<br />
Il est important, lorsqu'on publie un résultat, d'exprimer l'incertitude correspondante, avec le bon nombre de '''chiffres significatifs'''. <br />
<br />
Il ne faut pas non plus confondre '''précision''' et '''exactitude'''.<br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
LANGEVIN-JOLIOT, Hélène ; HAÏSSINSKI, Jacques. ''Science et culture: Repères pour une culture scientifique commune''. Éd. Apogée, 2015, 160 p. ISBN 978-2-84398-473-0<br />
<br />
Eduscol: ''Mesure et incertitudes''. [en ligne]. Ressources pour le cycle terminal général et technologique. © MENJVA/DGESCO-IGEN. [consulté le 6 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://national.udppc.asso.fr/attachments/article/537/_ressources_MathPC_Mesure_et_incertitudes_eduscol_214070.pdf></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Accueil&diff=407
Accueil
2016-07-06T14:11:38Z
<p>Alice.thomas : ajout de la bibliographie/Webographie</p>
<hr />
<div>== <strong>Comment mesure-t-on … ?</strong> ==<br />
<div align="justify"><br />
L'objectif de ce site est de vous permettre d'en savoir plus sur les méthodes de mesure. En effet, nous sommes confrontés à des résultats de mesures dans la vie quotidienne : lors d’une analyse sanguine, dans<br />
la presse, dans l’actualité scientifique, les chiffres sont partout. Or, nous ne savons pas, la plupart du temps, d’où viennent ces chiffres, comment ils sont obtenus, et encore moins qu’ils sont entâchés d’[[incertitudes de mesure]]. <br />
<br />
Pour chaque page, une première partie intitulée "En bref" est destinée au grand public. Puis le sujet est développé dans la partie suivante, à destination d'un public plus averti, de niveau début de licence scientifique, ou des curieux. <br />
<br />
Vous retrouverez à la fin de chaque page une bibliographie/webographie pour en savoir plus, ainsi que, si le sujet s'y prête, des liens vers des vidéos explicatives.<br />
<br />
<br />
==Pages déjà existantes (pas forcément terminées)==<br />
===[[:Catégorie:SI|Système International d'unités]]===<br />
*[[Mètre|Mètre (longueur)]] <br />
*[[Seconde|Seconde (temps)]]<br />
*[[Kilogramme|Kilogramme (masse)]]<br />
*[[Kelvin|Kelvin (température)]]<br />
*[[Ampère|Ampère (intensité du courant électrique)]]<br />
*[[Mole|Mole (quantité de matière)]]<br />
*[[Candela|Candela (intensité lumineuse)]]<br />
<br />
===[[:Catégorie:Physique|Physique]]===<br />
*[[Vitesse de la lumière]]<br />
*[[Longueur d'onde]]<br />
*[[Fréquence et période]]<br />
<br />
===[[:Catégorie:Santé|Santé]]===<br />
*[[Globules blancs]]<br />
*[[Analyse sanguine]]<br />
<br />
===[[:Catégorie:Terre|Terre]]===<br />
*[[Taille de la Terre]]<br />
*[[Âge des roches]]<br />
*[[Distances sur Terre]]<br />
<br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
LANGEVIN-JOLIOT, Hélène ; HAÏSSINSKI, Jacques. ''Science et culture: Repères pour une culture scientifique commune''. Éd.<br />
Apogée, 2015, 160 p. ISBN 978-2-84398-473-0<br />
<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Accueil&diff=406
Accueil
2016-07-06T14:09:06Z
<p>Alice.thomas : Nouvelle rédaction de l'accueil</p>
<hr />
<div>== <strong>Comment mesure-t-on … ?</strong> ==<br />
<div align="justify"><br />
L'objectif de ce site est de vous permettre d'en savoir plus sur les méthodes de mesure. En effet, nous sommes confrontés à des résultats de mesures dans la vie quotidienne : lors d’une analyse sanguine, dans<br />
la presse, dans l’actualité scientifique, les chiffres sont partout. Or, nous ne savons pas, la plupart du temps, d’où viennent ces chiffres, comment ils sont obtenus, et encore moins qu’ils sont entâchés d’[[incertitudes de mesure]]. <br />
<br />
Pour chaque page, une première partie intitulée "En bref" est destinée au grand public. Puis le sujet est développé dans la partie suivante, à destination d'un public plus averti, de niveau début de licence scientifique, ou des curieux. <br />
<br />
Vous retrouverez à la fin de chaque page une bibliographie/webographie pour en savoir plus, ainsi que, si le sujet s'y prête, des liens vers des vidéos explicatives.<br />
<br />
<br />
==Pages déjà existantes (pas forcément terminées)==<br />
===[[:Catégorie:SI|Système International d'unités]]===<br />
*[[Mètre|Mètre (longueur)]] <br />
*[[Seconde|Seconde (temps)]]<br />
*[[Kilogramme|Kilogramme (masse)]]<br />
*[[Kelvin|Kelvin (température)]]<br />
*[[Ampère|Ampère (intensité du courant électrique)]]<br />
*[[Mole|Mole (quantité de matière)]]<br />
*[[Candela|Candela (intensité lumineuse)]]<br />
<br />
===[[:Catégorie:Physique|Physique]]===<br />
*[[Vitesse de la lumière]]<br />
*[[Longueur d'onde]]<br />
*[[Fréquence et période]]<br />
<br />
===[[:Catégorie:Santé|Santé]]===<br />
*[[Globules blancs]]<br />
*[[Analyse sanguine]]<br />
<br />
===[[:Catégorie:Terre|Terre]]===<br />
*[[Taille de la Terre]]<br />
*[[Âge des roches]]<br />
*[[Distances sur Terre]]<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Kelvin&diff=391
Kelvin
2016-07-05T15:04:05Z
<p>Alice.thomas : thermomètre à cadran et aiguille</p>
<hr />
<div>[[Catégorie:SI]]<br />
<div align="justify"><br />
{{En bref| [[File:Translational_motion.gif |frame |right |L'origine de la température peut être expliquée par l'agitation microscopique des molécules et des atomes.]] Le '''kelvin''' ('''K''') est l'unité du système international (SI) pour la '''température'''. L'échelle des degrés Celsius (°C) et des kelvins est la même, sauf que le 0 K est le zéro absolu (-273,15°C). Les deux échelles sont donc décalées de 273,15 unités. <br> On a donc <math>T_{K} = T_{C} + 273,15</math>.}}<br />
<br />
==Degré Celsius et Kelvin==<br />
[[File:Point_triple_eau.png |thumb |right |Etat de l'eau selon la température et la pression. <br> Une atmosphère (atm) correspond à une pression d'environ 100 000Pa. Il s'agit de la pression atmosphérique normale.]]<br />
Historiquement, l'échelle de mesure de la température était défini ainsi:<br />
*Le point de congélation de l'eau correspond à une température de 0°C (degrés Celsius),<br />
*Le point d'ébullition de l'eau correspond à une température de 100°C. {{Note|Ces points sont définis sous la pression atmosphérique, qui vaut environ 1bar soit <math>10^{{5}}</math>Pa. En effet, l'état de la matière dépend de la température mais aussi de la pression.}}<br />
Cette échelle correspond à l''''échelle centigrade''', qui est donc une échelle relative. <br />
<br />
En 1848, Lord Kelvin propose une nouvelle échelle de température, absolue cette fois: le '''zéro absolu''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. Il s'agit donc de la température la plus basse qui puisse exister dans l'univers. Le zéro absolu correspond à une température de '''0K'''. Dans cette échelle, le point de référence est le '''point triple de l'eau''': il s'agit des conditions dans lesquelles les trois états solide, liquide et gaz de l'eau coexistent. La température du point triple de l'eau est fixée à 273,16K.<br />
<br />
L'échelle Celsius a donc été redéfinie ainsi: <math>T_{K} = T_{C} + 273,15</math> avec <math>T_{K}</math> la température en Kelvin et <math>T_{C}</math> la température en degrés Celsius. Une variation de 1°C correspond donc à une variation de 1K. <br />
<br />
Dans la vie courante, nous utilisons principalement les degrés Celsius. Mais l'unité du système international pour la température est le Kelvin.<br />
<br />
==Comment mesurer la température?==<br />
[[File:Thermoscope.jpg |thumb |left | 200px|Thermoscope de Galilée]]<br />
===Le thermoscope===<br />
Au début du 17e siècle, Galilée comprend que l'air se dilate avec la chaleur, et se contracte avec le froid. Il met alors au point un appareil appelé '''thermoscope'''.<br />
<br />
Cet appareil est composé d'un ballon en verre relié à un tube fin, en verre également. Le tube est plongé dans un liquide. Lorsque le ballon, et donc l'air qui est à l'intérieur, est chaud, ce dernier se dilate et prend plus de place. Le niveau du liquide (de l'eau) présent dans le tube baisse donc. Lorsque l'air se refroidit, il se contracte, prend moins de place et le niveau du liquide augmente. <br />
<br />
Cet appareil ne permet pas de mesurer la température à proprement parler, mais des variations de température.<br />
[[File:Thermomètre_alcool.jpg|thumb |right| 200px |Thermomètre à alcool]]<br />
<br />
===Thermomètre à alcool===<br />
La plupart des thermomètres fonctionnent sur le principe de la dilatation des corps avec la chaleur. Un '''thermomètre à alcool''' est composé d'un tube de verre très fin dans lequel se trouve de l'alcool coloré. Lorsque la température augmente, l'alcool se dilate et son niveau dans le tube augmente. <br />
<br />
Il faut alors étalonner le thermomètre pour placer les graduations au bon endroit. Pour cela, soit on compare le thermomètre à étalonner à un autre thermomètre, soit on l'étalonne par rapport à un phénomène physique dont on connait la température. Par exemple, dans l'échelle Celsius, la plus utilisée dans la vie courante, on sait que l'eau gèle à 0°C et bout à 100°C. On marque alors ces points, puis il suffit de diviser l'intervalle entre ces deux valeurs de manière régulière.<br />
[[File:Thermomètre_galilée.jpg|thumb |left | 200px|Thermomètre de Galilée]]<br />
<br />
===Thermomètre de Galilée===<br />
Le '''thermomètre de Galilée''' est composé d'un tube en verre rempli d'un liquide dans lequel se trouvent des flotteurs avec une densité proche de celle du liquide. {{Note|'''Densité'''}}<br />
Sous chaque flotteur, un médaillon est accroché et indique une température. Lorsque la température de la pièce dans laquelle se trouve le thermomètre augmente, la densité du liquide augmente. Lorsque cette densité devient plus faible que la densité d'un des flotteurs, celui-ci coule. Les flotteurs coulent alors un par un lorsque la température augmente.<br />
[[File:Thermomètre_cadran.jpg|thumb |right | 200px|Thermomètre à cadran et aiguille]]<br />
<br />
===Thermomètre à cadran et aiguille===<br />
Un thermomètre à cadran et aiguille fonctionne également sur le principe de la dilatation, mais de métaux cette fois. Deux lames de métaux différents sont collées l'une à l'autre, puis enroulées en spirale. Le centre de la spirale est fixé au centre du cadran, et l'extérieur est libre. Comme les deux métaux ont des coefficients de dilatation différents (c'est-à-dire qu'ils ne vont pas se dilater à la même vitesse), la spirale va se déformer lorsque la température change, ce qui va déplacer la pointe extérieure et donc l'aiguille, qui indiquera la température correspondante sur le cadrant.<br />
<br />
===Thermomètres électroniques===<br />
<br />
==Pour aller plus loin==<br />
[http://catalogue.museogalileo.it/multimedia/Thermoscope.html Fonctionnement du thermoscope de Galilée], Museo Galileo (1min20)<br />
<br />
[http://phymain.unisciel.fr/le-thermometre-de-galilee/ Le thermomètre de Galilée], Physique à main levée (2min)<br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
BIPM: Unité de température thermodynamique (kelvin) [en ligne]. Brochure sur le SI : Le Système international d'unités [8e édition, 2006 ; mise à jour en 2014]. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/publications/si-brochure/kelvin.htm><br />
<br />
Météo France: ''La mesure de la température''. [en ligne]. Version 1.0 - décembre 2008. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://files.meteofrance.com/files/education/temperature.pdf><br />
<br />
Article Wikipédia: [https://fr.wikipedia.org/wiki/Thermomètre#Thermom.C3.A8tre_.C3.A0_alcool Thermomètre]<br />
<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Fichier:Thermom%C3%A8tre_cadran.jpg&diff=390
Fichier:Thermomètre cadran.jpg
2016-07-05T14:51:00Z
<p>Alice.thomas : Thermomètre à cadran.
By Cjp24 (Own work) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons</p>
<hr />
<div>Thermomètre à cadran.<br />
By Cjp24 (Own work) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons</div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Fichier:Thermom%C3%A8tre_galil%C3%A9e.jpg&diff=389
Fichier:Thermomètre galilée.jpg
2016-07-05T14:32:07Z
<p>Alice.thomas : Thermomètre de Galilée
By Hustvedt (Own work) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) or GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)], via Wikimedia Commons</p>
<hr />
<div>Thermomètre de Galilée<br />
By Hustvedt (Own work) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) or GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)], via Wikimedia Commons</div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Kelvin&diff=388
Kelvin
2016-07-05T13:56:33Z
<p>Alice.thomas : Thermomètre à alcool</p>
<hr />
<div>[[Catégorie:SI]]<br />
<div align="justify"><br />
{{En bref| [[File:Translational_motion.gif |frame |right |L'origine de la température peut être expliquée par l'agitation microscopique des molécules et des atomes.]] Le '''kelvin''' ('''K''') est l'unité du système international (SI) pour la '''température'''. L'échelle des degrés Celsius (°C) et des kelvins est la même, sauf que le 0 K est le zéro absolu (-273,15°C). Les deux échelles sont donc décalées de 273,15 unités. <br> On a donc <math>T_{K} = T_{C} + 273,15</math>.}}<br />
<br />
==Degré Celsius et Kelvin==<br />
[[File:Point_triple_eau.png |thumb |right |Etat de l'eau selon la température et la pression. <br> Une atmosphère (atm) correspond à une pression d'environ 100 000Pa. Il s'agit de la pression atmosphérique normale.]]<br />
Historiquement, l'échelle de mesure de la température était défini ainsi:<br />
*Le point de congélation de l'eau correspond à une température de 0°C (degrés Celsius),<br />
*Le point d'ébullition de l'eau correspond à une température de 100°C. {{Note|Ces points sont définis sous la pression atmosphérique, qui vaut environ 1bar soit <math>10^{{5}}</math>Pa. En effet, l'état de la matière dépend de la température mais aussi de la pression.}}<br />
Cette échelle correspond à l''''échelle centigrade''', qui est donc une échelle relative. <br />
<br />
En 1848, Lord Kelvin propose une nouvelle échelle de température, absolue cette fois: le '''zéro absolu''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. Il s'agit donc de la température la plus basse qui puisse exister dans l'univers. Le zéro absolu correspond à une température de '''0K'''. Dans cette échelle, le point de référence est le '''point triple de l'eau''': il s'agit des conditions dans lesquelles les trois états solide, liquide et gaz de l'eau coexistent. La température du point triple de l'eau est fixée à 273,16K.<br />
<br />
L'échelle Celsius a donc été redéfinie ainsi: <math>T_{K} = T_{C} + 273,15</math> avec <math>T_{K}</math> la température en Kelvin et <math>T_{C}</math> la température en degrés Celsius. Une variation de 1°C correspond donc à une variation de 1K. <br />
<br />
Dans la vie courante, nous utilisons principalement les degrés Celsius. Mais l'unité du système international pour la température est le Kelvin.<br />
<br />
==Comment mesurer la température?==<br />
[[File:Thermoscope.jpg |thumb |left |Thermoscope de Galilée]]<br />
===Le thermoscope===<br />
Au début du 17e siècle, Galilée comprend que l'air se dilate avec la chaleur, et se contracte avec le froid. Il met alors au point un appareil appelé '''thermoscope'''.<br />
<br />
Cet appareil est composé d'un ballon en verre relié à un tube fin, en verre également. Le tube est plongé dans un liquide. Lorsque le ballon, et donc l'air qui est à l'intérieur, est chaud, ce dernier se dilate et prend plus de place. Le niveau du liquide (de l'eau) présent dans le tube baisse donc. Lorsque l'air se refroidit, il se contracte, prend moins de place et le niveau du liquide augmente. <br />
<br />
Cet appareil ne permet pas de mesurer la température à proprement parler, mais des variations de température.<br />
[[File:Thermomètre_alcool.jpg|thumb |right |Thermomètre à alcool]]<br />
<br />
===Thermomètre à alcool===<br />
La plupart des thermomètres fonctionnent sur le principe de la dilatation des corps avec la chaleur. Un thermomètre à alcool est composé d'un tube de verre très fin dans lequel se trouve de l'alcool coloré. Lorsque la température augmente, l'alcool se dilate et son niveau dans le tube augmente. <br />
<br />
Il faut alors étalonner le thermomètre pour placer les graduations au bon endroit. Pour cela, soit on compare le thermomètre à étalonner à un autre thermomètre, soit on l'étalonne par rapport à un phénomène physique dont on connait la température. Par exemple, dans l'échelle Celsius, la plus utilisée dans la vie courante, on sait que l'eau gèle à 0°C et bout à 100°C. On marque alors ces points, puis il suffit de diviser l'intervalle entre ces deux valeurs de manière régulière.<br />
===Thermomètre de Galilée===<br />
===Thermomètre à cadran et aiguille===<br />
===Thermomètres électroniques===<br />
<br />
==Pour aller plus loin==<br />
[http://catalogue.museogalileo.it/multimedia/Thermoscope.html Fonctionnement du thermoscope de Galilée], Museo Galileo (1min20)<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
BIPM: Unité de température thermodynamique (kelvin) [en ligne]. Brochure sur le SI : Le Système international d'unités [8e édition, 2006 ; mise à jour en 2014]. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/publications/si-brochure/kelvin.htm><br />
<br />
Météo France: ''La mesure de la température''. [en ligne]. Version 1.0 - décembre 2008. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://files.meteofrance.com/files/education/temperature.pdf><br />
<br />
Article Wikipédia: [https://fr.wikipedia.org/wiki/Thermomètre#Thermom.C3.A8tre_.C3.A0_alcool Thermomètre]<br />
<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Fichier:Thermom%C3%A8tre_alcool.jpg&diff=387
Fichier:Thermomètre alcool.jpg
2016-07-05T13:54:44Z
<p>Alice.thomas : Thermomètre à alcool
Michiel1972 at Dutch Wikipedia [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons</p>
<hr />
<div>Thermomètre à alcool<br />
Michiel1972 at Dutch Wikipedia [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons</div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Kelvin&diff=386
Kelvin
2016-07-05T13:13:19Z
<p>Alice.thomas : thermoscope</p>
<hr />
<div>[[Catégorie:SI]]<br />
<div align="justify"><br />
{{En bref| [[File:Translational_motion.gif |frame |right |L'origine de la température peut être expliquée par l'agitation microscopique des molécules et des atomes.]] Le '''kelvin''' ('''K''') est l'unité du système international (SI) pour la '''température'''. L'échelle des degrés Celsius (°C) et des kelvins est la même, sauf que le 0 K est le zéro absolu (-273,15°C). Les deux échelles sont donc décalées de 273,15 unités. <br> On a donc <math>T_{K} = T_{C} + 273,15</math>.}}<br />
<br />
==Degré Celsius et Kelvin==<br />
[[File:Point_triple_eau.png |thumb |right |Etat de l'eau selon la température et la pression. <br> Une atmosphère (atm) correspond à une pression d'environ 100 000Pa. Il s'agit de la pression atmosphérique normale.]]<br />
Historiquement, l'échelle de mesure de la température était défini ainsi:<br />
*Le point de congélation de l'eau correspond à une température de 0°C (degrés Celsius),<br />
*Le point d'ébullition de l'eau correspond à une température de 100°C. {{Note|Ces points sont définis sous la pression atmosphérique, qui vaut environ 1bar soit <math>10^{{5}}</math>Pa. En effet, l'état de la matière dépend de la température mais aussi de la pression.}}<br />
Cette échelle correspond à l''''échelle centigrade''', qui est donc une échelle relative. <br />
<br />
En 1848, Lord Kelvin propose une nouvelle échelle de température, absolue cette fois: le '''zéro absolu''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. Il s'agit donc de la température la plus basse qui puisse exister dans l'univers. Le zéro absolu correspond à une température de '''0K'''. Dans cette échelle, le point de référence est le '''point triple de l'eau''': il s'agit des conditions dans lesquelles les trois états solide, liquide et gaz de l'eau coexistent. La température du point triple de l'eau est fixée à 273,16K.<br />
<br />
L'échelle Celsius a donc été redéfinie ainsi: <math>T_{K} = T_{C} + 273,15</math> avec <math>T_{K}</math> la température en Kelvin et <math>T_{C}</math> la température en degrés Celsius. Une variation de 1°C correspond donc à une variation de 1K. <br />
<br />
Dans la vie courante, nous utilisons principalement les degrés Celsius. Mais l'unité du système international pour la température est le Kelvin.<br />
<br />
==Comment mesurer la température?==<br />
[[File:Thermoscope.jpg |thumb |left |Thermoscope de Galilée]]<br />
===Le thermoscope===<br />
Au début du 17e siècle, Galilée comprend que l'air se dilate avec la chaleur, et se contracte avec le froid. Il met alors au point un appareil appelé '''thermoscope'''.<br />
<br />
Cet appareil est composé d'un ballon en verre relié à un tube fin, en verre également. Le tube est plongé dans un liquide. Lorsque le ballon, et donc l'air qui est à l'intérieur, est chaud, ce dernier se dilate et prend plus de place. Le niveau du liquide (de l'eau) présent dans le tube baisse donc. Lorsque l'air se refroidit, il se contracte, prend moins de place et le niveau du liquide augmente. <br />
<br />
Cet appareil ne permet pas de mesurer la température à proprement parler, mais des variations de température.<br />
===Dilatation des corps===<br />
===Thermomètres électroniques===<br />
<br />
==Pour aller plus loin==<br />
[http://catalogue.museogalileo.it/multimedia/Thermoscope.html Fonctionnement du thermoscope de Galilée], Museo Galileo (1min20)<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
BIPM: Unité de température thermodynamique (kelvin) [en ligne]. Brochure sur le SI : Le Système international d'unités [8e édition, 2006 ; mise à jour en 2014]. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/publications/si-brochure/kelvin.htm><br />
<br />
Météo France: ''La mesure de la température''. [en ligne]. Version 1.0 - décembre 2008. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://files.meteofrance.com/files/education/temperature.pdf><br />
<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Fichier:Thermoscope.jpg&diff=385
Fichier:Thermoscope.jpg
2016-07-05T13:06:33Z
<p>Alice.thomas : Thermoscope, Musée des arts et métiers
By Chatsam (Own work) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons</p>
<hr />
<div>Thermoscope, Musée des arts et métiers<br />
By Chatsam (Own work) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons</div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Discussion:Kelvin&diff=384
Discussion:Kelvin
2016-07-05T12:45:52Z
<p>Alice.thomas : Création de la page de discussion et degré fahrenheit</p>
<hr />
<div>==Degré farhenheit==<br />
Je voulais écrire un paragraphe court à propos de l'échelle Fahrenheit, mais je n'arrive pas à trouver d'informations concordantes sur l'origine de cette échelle.</div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Kelvin&diff=383
Kelvin
2016-07-05T12:43:10Z
<p>Alice.thomas : suppression degré fahrenheit</p>
<hr />
<div>[[Catégorie:SI]]<br />
<div align="justify"><br />
{{En bref| [[File:Translational_motion.gif |frame |right |L'origine de la température peut être expliquée par l'agitation microscopique des molécules et des atomes.]] Le '''kelvin''' ('''K''') est l'unité du système international (SI) pour la '''température'''. L'échelle des degrés Celsius (°C) et des kelvins est la même, sauf que le 0 K est le zéro absolu (-273,15°C). Les deux échelles sont donc décalées de 273,15 unités. <br> On a donc <math>T_{K} = T_{C} + 273,15</math>.}}<br />
<br />
==Degré Celsius et Kelvin==<br />
Historiquement, l'échelle de mesure de la température était défini ainsi:<br />
*Le point de congélation de l'eau correspond à une température de 0°C (degrés Celsius),<br />
*Le point d'ébullition de l'eau correspond à une température de 100°C. {{Note|Ces points sont définis sous la pression atmosphérique, qui vaut environ 1bar soit <math>10^{{5}}</math>Pa. En effet, l'état de la matière dépend de la température mais aussi de la pression.}}[[File:Point_triple_eau.png |thumb |right |Etat de l'eau selon la température et la pression. <br> Une atmosphère (atm) correspond à une pression d'environ 100 000Pa. Il s'agit de la pression atmosphérique normale.]]<br />
Cette échelle correspond à l''''échelle centigrade''', qui est donc une échelle relative. <br />
<br />
En 1848, Lord Kelvin propose une nouvelle échelle de température, absolue cette fois: le '''zéro absolu''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. Il s'agit donc de la température la plus basse qui puisse exister dans l'univers. Le zéro absolu correspond à une température de '''0K'''. Dans cette échelle, le point de référence est le '''point triple de l'eau''': il s'agit des conditions dans lesquelles les trois états solide, liquide et gaz de l'eau coexistent. La température du point triple de l'eau est fixée à 273,16K.<br />
<br />
L'échelle Celsius a donc été redéfinie ainsi: <math>T_{K} = T_{C} + 273,15</math> avec <math>T_{K}</math> la température en Kelvin et <math>T_{C}</math> la température en degrés Celsius. Une variation de 1°C correspond donc à une variation de 1K. <br />
<br />
Dans la vie courante, nous utilisons principalement les degrés Celsius. Mais l'unité du système international pour la température est le Kelvin.<br />
<br />
==Comment mesurer la température?==<br />
===Le thermoscope===<br />
===Dilatation des corps===<br />
===Thermomètres électroniques===<br />
<br />
==Pour aller plus loin==<br />
[http://catalogue.museogalileo.it/multimedia/Thermoscope.html Fonctionnement du thermoscope de Galilée], Museo Galileo (1min20)<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
BIPM: Unité de température thermodynamique (kelvin) [en ligne]. Brochure sur le SI : Le Système international d'unités [8e édition, 2006 ; mise à jour en 2014]. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/publications/si-brochure/kelvin.htm><br />
<br />
Météo France: ''La mesure de la température''. [en ligne]. Version 1.0 - décembre 2008. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://files.meteofrance.com/files/education/temperature.pdf><br />
<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Kelvin&diff=382
Kelvin
2016-07-05T09:46:29Z
<p>Alice.thomas : degré celsius et kelvin</p>
<hr />
<div>[[Catégorie:SI]]<br />
<div align="justify"><br />
{{En bref| [[File:Translational_motion.gif |frame |right |L'origine de la température peut être expliquée par l'agitation microscopique des molécules et des atomes.]] Le '''kelvin''' ('''K''') est l'unité du système international (SI) pour la '''température'''. L'échelle des degrés Celsius (°C) et des kelvins est la même, sauf que le 0 K est le zéro absolu (-273,15°C). Les deux échelles sont donc décalées de 273,15 unités. <br> On a donc <math>T_{K} = T_{C} + 273,15</math>.}}<br />
<br />
==Différentes échelles de température==<br />
===Degré Celsius et Kelvin===<br />
Historiquement, l'échelle de mesure de la température était défini ainsi:<br />
*Le point de congélation de l'eau correspond à une température de 0°C (degrés Celsius),<br />
*Le point d'ébullition de l'eau correspond à une température de 100°C. {{Note|Ces points sont définis sous la pression atmosphérique, qui vaut environ 1bar soit <math>10^{{5}}</math>Pa. En effet, l'état de la matière dépend de la température mais aussi de la pression.}}[[File:Point_triple_eau.png |thumb |right |Etat de l'eau selon la température et la pression. <br> Une atmosphère (atm) correspond à une pression d'environ 100 000Pa. Il s'agit de la pression atmosphérique normale.]]<br />
Cette échelle correspond à l''''échelle centigrade''', qui est donc une échelle relative. <br />
<br />
En 1848, Lord Kelvin propose une nouvelle échelle de température, absolue cette fois: le '''zéro absolu''' correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. Il s'agit donc de la température la plus basse qui puisse exister dans l'univers. Le zéro absolu correspond à une température de '''0K'''. Dans cette échelle, le point de référence est le '''point triple de l'eau''': il s'agit des conditions dans lesquelles les trois états solide, liquide et gaz de l'eau coexistent. La température du point triple de l'eau est fixée à 273,16K.<br />
<br />
L'échelle Celsius a donc été redéfinie ainsi: <math>T_{K} = T_{C} + 273,15</math> avec <math>T_{K}</math> la température en Kelvin et <math>T_{C}</math> la température en degrés Celsius. Une variation de 1°C correspond donc à une variation de 1K. <br />
<br />
Dans la vie courante, nous utilisons principalement les degrés Celsius. Mais l'unité du système international pour la température est le Kelvin.<br />
<br />
<br />
===Degré Farhenheit===<br />
<br />
==Comment mesurer la température?==<br />
===Le thermoscope===<br />
===Dilatation des corps===<br />
===Thermomètres électroniques===<br />
<br />
==Pour aller plus loin==<br />
[http://catalogue.museogalileo.it/multimedia/Thermoscope.html Fonctionnement du thermoscope de Galilée], Museo Galileo (1min20)<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
BIPM: Unité de température thermodynamique (kelvin) [en ligne]. Brochure sur le SI : Le Système international d'unités [8e édition, 2006 ; mise à jour en 2014]. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/publications/si-brochure/kelvin.htm><br />
<br />
Météo France: ''La mesure de la température''. [en ligne]. Version 1.0 - décembre 2008. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://files.meteofrance.com/files/education/temperature.pdf><br />
<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Fichier:Point_triple_eau.png&diff=381
Fichier:Point triple eau.png
2016-07-05T09:29:46Z
<p>Alice.thomas : Le point triple de l'eau correspond aux conditions dans lesquelles les états solide, liquide et gazeux coexistent. Ce graphe montre l'état de l'eau selon la pression exprimée en atm (1atm=101 325 Pa) et la température exprimée en °C.
By Maghémi...</p>
<hr />
<div>Le point triple de l'eau correspond aux conditions dans lesquelles les états solide, liquide et gazeux coexistent. Ce graphe montre l'état de l'eau selon la pression exprimée en atm (1atm=101 325 Pa) et la température exprimée en °C.<br />
<br />
By Maghémite (Own work) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons</div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Fichier:Translational_motion.gif&diff=380
Fichier:Translational motion.gif
2016-07-05T08:43:15Z
<p>Alice.thomas : Greg L de en.wikipedia.org [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) ou CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons</p>
<hr />
<div>Greg L de en.wikipedia.org [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) ou CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons</div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Kelvin&diff=379
Kelvin
2016-07-05T08:40:02Z
<p>Alice.thomas : Ajout du plan</p>
<hr />
<div>[[Catégorie:SI]]<br />
<div align="justify"><br />
<br />
{{En bref| Le '''kelvin''' ('''K''') est l'unité du système international (SI) pour la '''température'''. L'échelle des degrés Celsius (°C) et des kelvins est la même, sauf que le 0 K est le zéro absolu (-273,15°C). Les deux échelles sont donc décalées de 273,15 unités. <br> On a donc <math>T_{K} = T_{C} + 273,15</math>.}}<br />
<br />
==Différentes échelles de température==<br />
===Degré Celsius et Kelvin===<br />
===Degré Farhenheit===<br />
<br />
==Comment mesurer la température?==<br />
===Le thermoscope===<br />
===Dilatation des corps===<br />
===Thermomètres électroniques===<br />
<br />
==Pour aller plus loin==<br />
[http://catalogue.museogalileo.it/multimedia/Thermoscope.html Fonctionnement du thermoscope de Galilée], Museo Galileo (1min20)<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
BIPM: Unité de température thermodynamique (kelvin) [en ligne]. Brochure sur le SI : Le Système international d'unités [8e édition, 2006 ; mise à jour en 2014]. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/publications/si-brochure/kelvin.htm><br />
<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=%C3%82ge_des_roches&diff=378
Âge des roches
2016-07-05T08:17:31Z
<p>Alice.thomas : </p>
<hr />
<div><div align="justify"><br />
[[Catégorie:Terre]]<br />
<br />
{{En bref|Dater des roches permet de connaître l'histoire de la Terre. La géochronologie est l'étude de l'âge des roches et de la croûte terrestre en général. Pour cela, les fossiles présents dans la roches sont beaucoup utilisés mais il existe d'autres méthodes pour dater une roche.<br />
<br>La '''datation relative''' permet de savoir l'ordre chronologique des évènements les uns par rapport aux autres, et nécessite une étude de terrain. <br>En revanche, la '''datation absolue''' permet de connaître l'âge chiffré d'une roche ou d'un fossile et s'appuie plus sur des tests scientifiques }} <br />
<br />
[[File:strate_brique.jpg|thumb|right|Strates géologiques, Kilve Beach, Royaume-Uni. Rob Farrow, 2006]]<br />
<br />
== Formation des roches sédimentaires ==<br />
<br />
Des sédiments, apportés par l'eau ou le vent et de provenance variée (érosion de roche, minéraux présents dans l'eau, restes d'êtres vivants) s'accumulent pour former un dépôt sédimentaire. Sous l'effet de leur propre poids, les sédiments se compactent pour former une couche solide, appelée couche géologique (ou strate géologique). Ce phénomène est appelé la diagenèse.<br />
<br />
Les dépôts s'accumulant les uns au dessus des autres, les strates situées en bas sont les plus vieilles tandis que la couche la plus haute est la plus récente (principe de superposition). La composition de la roche dépend des sédiments qui la composent et donc du milieu dans lequel elle s'est formée. En effet, les couches géologiques sont des témoins de l'époque à laquelle elles se sont formées et permettent ainsi de reconstituer les milieux de vie de la préhistoire. Les couches contiennent aussi de nombreux fossiles d'organismes de l'époque.<br />
<br />
== Datation relative ==<br />
<br />
La datation relative est le fait de ranger des évènements les un par rapport aux autres, sans dates. <br />
Exemple : Une couche géologique s'est formée avant l'apparition d'un organisme mais après une intrusion magmatique.<br />
Dans la datation des roches, l'étude de la succession des couches géologiques est très importante car elle permet d'organiser les couches et les fossiles entre eux.<br />
<br />
=== Principes géologiques ===<br />
<br />
[[File:strate_volcan.JPG|thumb|right|Strates de cendres volcaniques, volcan Chimborazo, Equateur. Ljuba Brank, 2011]]La stratigraphie est l'étude de la superposition des couches géologiques, elle utilise plusieurs principes. Néanmoins, il existe beaucoup de contre-exemple pour ces principes, l'étude doit donc se faire au cas par cas et être validée par une observation de la situation.<br />
<br />
* '''Principe de continuité :''' <br />
Une strate a le même âge sur toute son étendue.<br />
<br />
* '''Principe d'horizontalité :''' <br />
Les couches sédimentaires se déposent horizontalement, sinon, c'est qu'elles ont subit une déformation après leur formation.<br />
<br />
* '''Principe de superposition :'''<br />
Une couche est plus récente que celle qu'elle recouvre et plus ancienne que celle qui la recouvre.<br />
<br />
* '''Principe de recoupement :''' <br />
Un évènement qui modifie la superposition des strates (faille, intrusion magmatique, érosion..) est plus récent que les strates qu'il affecte et plus ancien que la première strate qu'il n'affecte pas.<br />
<br />
<br />
{{Note| [[file:Schéma_principe_de_recoupement.png|thumb|right]] <br> Sur le schéma, on peut voir que la faille ''f'' affecte les strates A et B, elle est donc plus récente que ces deux strates, mais que la première strate non affectée est la couche C, elle est donc antérieure à la couche C et donc à la couche D (principe de superposition)}}<br />
<br />
* '''Principe d'inclusion :''' <br />
Des morceaux de roches inclus dans une strate sont plus anciens que la strate qui les contient.<br />
<br />
=== Fossiles stratigraphiques ===<br />
<br />
Un fossile stratigraphique est un fossile caractéristique d'une époque et donc d'une couche géologique. L'organisme fossilisé doit être abondant sur le globe pour établir une relation entre des couches éloignées géographiquement, tout en ayant eu une évolution rapide pour qu'il puisse n'être présent que sur une période courte. Les ammonites sont un exemple de fossile stratigraphique.<br />
<br />
== Datation absolue ==<br />
<br />
La datation absolue est l'ensemble des techniques permettant de donner l'âge chiffré d'une roche ou d'un fossile. Les méthodes radiométriques utilisent l'activité radioactive des roches ou de fossiles pour déterminer leur âge.<br />
Il existe aussi la méthode du paléomagnétisme, qui utilise le champ magnétique de la Terre.<br />
<br />
=== Méthodes radiométriques ===<br />
<br />
Les techniques de datation radiométriques utilisent la variation de la radioactivité d'un isotope au cours du temps. <br />
En effet, lorsqu'un isotope est radioactif, il se désintègre en libérant de l'énergie. Le rythme de désintégration de l'isotope instable (radioactif) est connu et diffère selon les éléments. <br />
<br />
La durée au bout de laquelle un isotope instable a perdu la moitié de son activité est appelée demi-vie. Elle peut durer plusieurs secondes, comme des dizaines de milliers d'années. Ainsi la demie-vie de l'Oxygène 15 est de 2,041 min, tandis que celle du Thorium 232 est de 14,1 milliards d'années !<br />
<br />
Les méthodes radiométriques utilisent donc ces radio-isotopes présents dans les roches pour les dater, grâce à la baisse de leur activité au cours du temps.<br />
<br />
<br />
==== Datation au carbone 14 ====<br />
<br />
<br />
Parmi les isotopes naturels du carbone (Carbone 12, Carbone 13 et Carbone 14), seul le Carbone 14 est un radio-isotope. Sa demi-vie est d'environ 5 700 ans. <br />
<br />
Un organisme vivant possède la même proportion de Carbone 14 par rapport au Carbone 12 et au Carbone 13 que dans l'atmosphère, grâce aux nombreux échanges entre l'organisme et son environnement. Lorsque cet organisme meurt, ces échanges cessent et à cause de son instabilité, la proportion de Carbone 14 diminue au fil des années. En connaissant sa courbe de désintégration au cours du temps, on peut déterminer depuis combien de temps l'organisme est mort. Cette méthode ne peut être utilisée que sur des organismes et non sur les roches. Il est néanmoins possible de dater une roche indirectement, en datant des fossiles contenus à l'intérieur.<br />
<br />
Cette technique permet de dater des fossiles précisément jusqu'à 35 000 ans.<br />
<br />
==== Autres méthodes ====<br />
<br />
Les autres méthodes radiométriques utilisent le même principe : elles se basent sur la désintégration d'un radio-isotope et la baisse de son activité. Seulement, si le Carbone 14 est utilisé pour les fossiles (et indirectement les roches), les autres méthodes n'ont pas les mêmes contraintes.<br />
<br />
* L'utilisation du Potassium 40 est efficace dans les roches volcaniques car elles sont riches en potassium.<br />
<br />
* L'uranium présent dans l'eau est présent dans les matières formées à partir de celle-ci : coquillages, coraux, parois de grotte. On utilise alors la datation à l'Uranium 234.<br />
<br />
=== Autres ===<br />
<br />
==== Paléomagnétisme ====<br />
<br />
Les roches peuvent contenir des minéraux ferromagnétiques, tels que l'hématite ou la magnétite. En se solidifiant dans la roche, ces minéraux s'orientent en fonction du champ magnétique terrestre. Le champ magnétique est donc indirectement imprimé dans la roche grâce à ces minéraux. Seulement, le champ magnétique de la Terre s'est inversé à de nombreuses reprises au cours du temps (une boussole aurait donc pu pointer le sud). Grâce à l'orientation des minéraux, on peut situer à quel moment les roches se sont solidifiées et ainsi, les dater. {{ Note|En plus de permettre la datation de certaines roches, connaître l'histoire du champ magnétique terrestre permet de reconstituer la dérive des continents !}}<br />
<br />
== Pour aller plus loin ==<br />
<br />
[http://www.larecherche.fr/idees/back-to-basic/couches-geologiques-01-02-2007-88667 Dossier sur les couches géologiques]<br />
<br />
[https://www.youtube.com/watch?v=KBmHDAdlhZA Vidéo explicative sur la notion de demi-vie] (8mn44)<br />
<br />
== Bibliographie ==<br />
<br />
Hominidés.com: Comment dater un fossile, un objet? [en ligne, consulté le 5 juillet 2016] Disponible sur internet: <http://www.hominides.com/html/dossiers/methode-datation.php><br />
<br />
Institut Français de l'Education: Paléomagnétisme. [en ligne, consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://acces.ens-lyon.fr/acces/terre/limites/Temps/datation-isotopique/enseigner/paleomagnetisme><br />
<br />
CNRS: Datation absolue [en ligne, consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.cnrs.fr/cnrs-images/sciencesdelaterreaulycee/contenu/geochrono2.htm><br />
<br />
Article Wikipédia: [https://fr.wikipedia.org/wiki/Fossile_stratigraphique Fossile stratigraphique]<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=%C3%82ge_des_roches&diff=377
Âge des roches
2016-07-05T08:16:55Z
<p>Alice.thomas : /* Bibliographie */ rédaction des références bibliographiques</p>
<hr />
<div><div align="justify"><br />
[[Catégorie:Terre]]<br />
<br />
{{En bref|Dater des roches permet de connaître l'histoire de la Terre. La géochronologie est l'étude de l'âge des roches et de la croûte terrestre en général. Pour cela, les fossiles présents dans la roches sont beaucoup utilisés mais il existe d'autres méthodes pour dater une roche.<br />
<br>La '''datation relative''' permet de savoir l'ordre chronologique des évènements les uns par rapport aux autres, et nécessite une étude de terrain. <br>En revanche, la '''datation absolue''' permet de connaître l'âge chiffré d'une roche ou d'un fossile et s'appuie plus sur des tests scientifiques }} <br />
<br />
[[File:strate_brique.jpg|thumb|right|Strates géologiques, Kilve Beach, Royaume-Uni. Rob Farrow, 2006]]<br />
<br />
== Formation des roches sédimentaires ==<br />
<br />
Des sédiments, apportés par l'eau ou le vent et de provenance variée (érosion de roche, minéraux présents dans l'eau, restes d'êtres vivants) s'accumulent pour former un dépôt sédimentaire. Sous l'effet de leur propre poids, les sédiments se compactent pour former une couche solide, appelée couche géologique (ou strate géologique). Ce phénomène est appelé la diagenèse.<br />
<br />
Les dépôts s'accumulant les uns au dessus des autres, les strates situées en bas sont les plus vieilles tandis que la couche la plus haute est la plus récente (principe de superposition). La composition de la roche dépend des sédiments qui la composent et donc du milieu dans lequel elle s'est formée. En effet, les couches géologiques sont des témoins de l'époque à laquelle elles se sont formées et permettent ainsi de reconstituer les milieux de vie de la préhistoire. Les couches contiennent aussi de nombreux fossiles d'organismes de l'époque.<br />
<br />
== Datation relative ==<br />
<br />
La datation relative est le fait de ranger des évènements les un par rapport aux autres, sans dates. <br />
Exemple : Une couche géologique s'est formée avant l'apparition d'un organisme mais après une intrusion magmatique.<br />
Dans la datation des roches, l'étude de la succession des couches géologiques est très importante car elle permet d'organiser les couches et les fossiles entre eux.<br />
<br />
=== Principes géologiques ===<br />
<br />
[[File:strate_volcan.JPG|thumb|right|Strates de cendres volcaniques, volcan Chimborazo, Equateur. Ljuba Brank, 2011]]La stratigraphie est l'étude de la superposition des couches géologiques, elle utilise plusieurs principes. Néanmoins, il existe beaucoup de contre-exemple pour ces principes, l'étude doit donc se faire au cas par cas et être validée par une observation de la situation.<br />
<br />
* '''Principe de continuité :''' <br />
Une strate a le même âge sur toute son étendue.<br />
<br />
* '''Principe d'horizontalité :''' <br />
Les couches sédimentaires se déposent horizontalement, sinon, c'est qu'elles ont subit une déformation après leur formation.<br />
<br />
* '''Principe de superposition :'''<br />
Une couche est plus récente que celle qu'elle recouvre et plus ancienne que celle qui la recouvre.<br />
<br />
* '''Principe de recoupement :''' <br />
Un évènement qui modifie la superposition des strates (faille, intrusion magmatique, érosion..) est plus récent que les strates qu'il affecte et plus ancien que la première strate qu'il n'affecte pas.<br />
<br />
<br />
{{Note| [[file:Schéma_principe_de_recoupement.png|thumb|right]] <br> Sur le schéma, on peut voir que la faille ''f'' affecte les strates A et B, elle est donc plus récente que ces deux strates, mais que la première strate non affectée est la couche C, elle est donc antérieure à la couche C et donc à la couche D (principe de superposition)}}<br />
<br />
* '''Principe d'inclusion :''' <br />
Des morceaux de roches inclus dans une strate sont plus anciens que la strate qui les contient.<br />
<br />
=== Fossiles stratigraphiques ===<br />
<br />
Un fossile stratigraphique est un fossile caractéristique d'une époque et donc d'une couche géologique. L'organisme fossilisé doit être abondant sur le globe pour établir une relation entre des couches éloignées géographiquement, tout en ayant eu une évolution rapide pour qu'il puisse n'être présent que sur une période courte. Les ammonites sont un exemple de fossile stratigraphique.<br />
<br />
== Datation absolue ==<br />
<br />
La datation absolue est l'ensemble des techniques permettant de donner l'âge chiffré d'une roche ou d'un fossile. Les méthodes radiométriques utilisent l'activité radioactive des roches ou de fossiles pour déterminer leur âge.<br />
Il existe aussi la méthode du paléomagnétisme, qui utilise le champ magnétique de la Terre.<br />
<br />
=== Méthodes radiométriques ===<br />
<br />
Les techniques de datation radiométriques utilisent la variation de la radioactivité d'un isotope au cours du temps. <br />
En effet, lorsqu'un isotope est radioactif, il se désintègre en libérant de l'énergie. Le rythme de désintégration de l'isotope instable (radioactif) est connu et diffère selon les éléments. <br />
<br />
La durée au bout de laquelle un isotope instable a perdu la moitié de son activité est appelée demi-vie. Elle peut durer plusieurs secondes, comme des dizaines de milliers d'années. Ainsi la demie-vie de l'Oxygène 15 est de 2,041 min, tandis que celle du Thorium 232 est de 14,1 milliards d'années !<br />
<br />
Les méthodes radiométriques utilisent donc ces radio-isotopes présents dans les roches pour les dater, grâce à la baisse de leur activité au cours du temps.<br />
<br />
<br />
==== Datation au carbone 14 ====<br />
<br />
<br />
Parmi les isotopes naturels du carbone (Carbone 12, Carbone 13 et Carbone 14), seul le Carbone 14 est un radio-isotope. Sa demi-vie est d'environ 5 700 ans. <br />
<br />
Un organisme vivant possède la même proportion de Carbone 14 par rapport au Carbone 12 et au Carbone 13 que dans l'atmosphère, grâce aux nombreux échanges entre l'organisme et son environnement. Lorsque cet organisme meurt, ces échanges cessent et à cause de son instabilité, la proportion de Carbone 14 diminue au fil des années. En connaissant sa courbe de désintégration au cours du temps, on peut déterminer depuis combien de temps l'organisme est mort. Cette méthode ne peut être utilisée que sur des organismes et non sur les roches. Il est néanmoins possible de dater une roche indirectement, en datant des fossiles contenus à l'intérieur.<br />
<br />
Cette technique permet de dater des fossiles précisément jusqu'à 35 000 ans.<br />
<br />
==== Autres méthodes ====<br />
<br />
Les autres méthodes radiométriques utilisent le même principe : elles se basent sur la désintégration d'un radio-isotope et la baisse de son activité. Seulement, si le Carbone 14 est utilisé pour les fossiles (et indirectement les roches), les autres méthodes n'ont pas les mêmes contraintes.<br />
<br />
* L'utilisation du Potassium 40 est efficace dans les roches volcaniques car elles sont riches en potassium.<br />
<br />
* L'uranium présent dans l'eau est présent dans les matières formées à partir de celle-ci : coquillages, coraux, parois de grotte. On utilise alors la datation à l'Uranium 234.<br />
<br />
=== Autres ===<br />
<br />
==== Paléomagnétisme ====<br />
<br />
Les roches peuvent contenir des minéraux ferromagnétiques, tels que l'hématite ou la magnétite. En se solidifiant dans la roche, ces minéraux s'orientent en fonction du champ magnétique terrestre. Le champ magnétique est donc indirectement imprimé dans la roche grâce à ces minéraux. Seulement, le champ magnétique de la Terre s'est inversé à de nombreuses reprises au cours du temps (une boussole aurait donc pu pointer le sud). Grâce à l'orientation des minéraux, on peut situer à quel moment les roches se sont solidifiées et ainsi, les dater. {{ Note|En plus de permettre la datation de certaines roches, connaître l'histoire du champ magnétique terrestre permet de reconstituer la dérive des continents !}}<br />
<br />
== Pour aller plus loin ==<br />
<br />
[http://www.larecherche.fr/idees/back-to-basic/couches-geologiques-01-02-2007-88667 Dossier sur les couches géologiques]<br />
<br />
== Bibliographie ==<br />
<br />
Hominidés.com: Comment dater un fossile, un objet? [en ligne, consulté le 5 juillet 2016] Disponible sur internet: <http://www.hominides.com/html/dossiers/methode-datation.php><br />
<br />
Institut Français de l'Education: Paléomagnétisme. [en ligne, consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://acces.ens-lyon.fr/acces/terre/limites/Temps/datation-isotopique/enseigner/paleomagnetisme><br />
<br />
CNRS: Datation absolue [en ligne, consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.cnrs.fr/cnrs-images/sciencesdelaterreaulycee/contenu/geochrono2.htm><br />
<br />
[https://www.youtube.com/watch?v=KBmHDAdlhZA Vidéo explicative sur la notion de demi-vie (8mn44)]<br />
<br />
Article Wikipédia: [https://fr.wikipedia.org/wiki/Fossile_stratigraphique Fossile stratigraphique]<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Distances_sur_Terre&diff=376
Distances sur Terre
2016-07-04T15:10:25Z
<p>Alice.thomas : /* Bibliographie/Webographie */ rédaction références bibliographiques</p>
<hr />
<div><div align="justify"><br />
[[Catégorie:Terre]]<br />
<br />
{{En bref| Pour mesurer la distance entre deux points, la première chose à laquelle on pense est utiliser une règle, ou un mètre ruban. <br> Mais pour de grandes distances, comme par exemple la distance qui sépare deux villes, cette technique n'est pas la plus pratique. Il faudrait utiliser un mètre-ruban très long, ou bien mettre plusieurs règles bout à bout. La technique de [[#La triangulation |triangulation]] permet de mesurer de grandes distances plus facilement, à partir de mesures d'angles. <br> Pour les distances plus petites, comme l'écart entre deux murs ou la largeur d'une rue, il existe aujourd'hui des [[#Télémétrie laser|appareils électroniques]] qui peuvent prendre ces mesures à distance. }} <br />
== La triangulation ==<br />
[[File:triangle.png|frame]] La triangulation est une technique inventée au 17e siècle qui permet de calculer des longueurs à partir de mesures d'angles. Elle a notamment été utilisée à la fin du 18e siècle par [[Mètre#Le méridien de Méchain et Delambre|Méchain et Delambre]], lors de la définition du [[mètre]]. Cette méthode fait appel à la trigonométrie et se base sur la loi des sinus:<math> \frac{a}{sin\alpha }=\frac{b}{sin\beta }=\frac{c}{sin\gamma }</math>. Elle part du principe que si on connait deux angles et un côté d'un triangle, alors on en connait tous les côtés. On peut ainsi mesurer de longues distances plus précisément et plus facilement qu'en mettant des règles de longueur connues bout à bout. <br />
<br />
<br />
[[File:triangulation.png|left|thumb|150px|Schéma de triangulation]] <br />
Le principe est relativement simple: il faut tracer des triangles donc les sommets sont visibles les uns depuis les autres (comme des clochers, des collines...) et y placer un signal. La seule mesure qui n'est pas un angle est celle d'un côté du triangle, au départ. Toutes les autres mesures nécessaires sont des mesures d'angles, effectuées grâce au cercle répétiteur. <br />
<br />
Prenons un exemple concret: <br />
<br />
On cherche à mesurer la distance AB, représentée sur le schéma. On peut décomposer cette distance ainsi: <math>AB=AG+GH+HI+IB</math>.<br />
Le côté en rouge représente la base du premier triangle, que l'on a mesurée. <br />
*On travaille tout d'abord dans le triangle ACD. On connait AC, ainsi que les angles <math>\widehat{DAC}</math> et <math>\widehat{ACD}</math>. On peut donc calculer <math>\widehat{ADC}</math>, car on sait que dans un triangle, la somme des angles vaut 180°. Grace à la loi des sinus, on peut calculer les côtés AD et DC. Nous avons donc résolu le triangle ACD.<br />
*Plaçons nous maintenant dans le triangle AGD: on peut mesurer l'angle <math>\widehat{ADG}</math> (que l'on connait en fait déjà, puisqu'il s'agit de l'angle <math>\widehat{ADC}</math>) , ainsi que l'angle <math>\widehat{DAG}</math>, qui est l'angle entre le côté AD et le méridien, que l'on appelle ''azimut''. Nous connaissons également le côté AD. A nouveau, nous avons un triangle dont on connait un côté ainsi que deux angles. On peut donc calculer les côtés DG et AG. Nous avons une première partie de notre distance AB!<br />
*On répète ces mesures et ces calculs dans le triangle ACG, afin de connaitre la distance CG. Ainsi on connait le côté DC, qui est égal à <math>DG+CG</math>.<br />
*Et ainsi de suite, on travaille dans le triangle DCE, et de triangle en triangle on finit par connaitre chacun des morceaux de notre distance AB!<br />
<br />
Pour chaque triangle, il suffit donc d'effectuer des mesures d'angles depuis deux signaux sur trois, ce qui rend la tache relativement aisée: imaginez un triangle dont les sommets sont deux collines et un clocher. Il n'est pas nécessaire d'effectuer des mesures depuis le haut du clocher, ce qui facilite grandement les choses !<br />
<br />
Il faut toutefois ajouter qu'en pratique, les sommets des triangles, donc les signaux, ne sont pas tous à la même hauteur. Il faut alors mesurer aussi l'angle entre le côté du triangle et la verticale. De plus, la Terre est ronde donc les côtés des triangles sont courbes, ce qui complique encore les calculs.<br />
<br />
=== Le cercle répétiteur ===<br />
[[File:Cercle_repetiteur.png|thumb|185px|left|Cercle répétiteur de Borda (François Arago - Extrait de "Astronomie populaire" Tome 3 de François ARAGO sur Wikisource)]]<br />
Cet instrument, mis au point par Jean-Charles de Borda et amélioré par Etienne Lenoir, permet de mesurer les angles avec une grande précision. Il permet en effet de réaliser plusieurs mesures du même angle, sans remettre l'instrument au zéro, ce qui réduit considérablement l'incertitude sur la mesure. <br />
<br />
<br />
[[File:cercle_borda.png|center|thumb|300px|Principe d'utilisation du cercle répétiteur]] <br />
<br />
<br />
L'instrument est un cercle où sont gradués les angles. Deux lunettes sont situés sur ce cercle. Il faut tout d'abord viser les signaux avec les lunettes: une lunette sur chaque signal (1). On verrouille cette position, et on fait pivoter le système pour que la lunette de gauche vise le signal de droite (2). On note alors la position de la lunette de droite, et on recommence la mesure en visant à nouveau le signal de gauche (3). On peut ainsi effectuer un grand nombre de mesures rapidement.<br />
<br />
<br />
== Télémétrie laser ==<br />
[[File:Télémetre_laser.jpg|right|thumb|300px|Exemple de télémètre laser]]<br />
<br />
Il existe aujourd'hui des appareils qui permettent de mesurer des distances sans contact. Toutefois ils ne fonctionnent que pour des distances allant jusqu'à quelques centaines de mètres. <br />
<br />
On peut ainsi mesurer la distance entre le télémètre et un mur, par exemple. Le principe est le suivant:<br />
<br />
Un signal est envoyé en ligne droite par le télémètre vers le mur. Il va alors se réfléchir contre ce mur, et va revenir vers le télémètre qui va le détecter. Il suffit alors de mesurer le temps mis par le signal pour effectuer l'aller-retour, sachant qu'il se déplace à la [[vitesse de la lumière]].<br />
<br />
La distance <math>D</math> entre le télémètre et le mur vaut alors: <math>D=\frac{1}{2}c\Delta t</math> avec <math>c</math> la vitesse de la lumière et <math>\Delta t</math> le temps entre l'émission et la réception du signal.<br />
<br />
{{note|Le même principe est employé par les chauve-souris pour se repérer grâce à l'écholocalisation. La différence est qu'elles émettent des ultrasons, qui sont des ondes sonores, alors que la télémétrie laser utilise des ondes électromagnétiques. }} <br />
<br />
== Géodésie spatiale ==<br />
Pour mesurer de plus grandes distances, des satellites artificiels peuvent être utilisés. <br />
<br />
Pour plus de détails, voir le paragraphe suivant: [[Taille de la Terre#Géodésie spatiale |Géodésie spatiale]]<br />
<br />
== Bibliographie/Webographie ==<br />
BOUTELOUP, Didier. ''Topométrie: Mesure des distances''. [en ligne]. IGN/ENSG. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.univ-valenciennes.fr/coursenligne/topographie/partie3/papier.pdf><br />
<br />
OBSPM: « c » à Paris, Vitesse de la lumière : histoires et expériences [en ligne] Exposition de l'Observatoire de Paris et de l'Université Paris VI - Pierre et Marie Curie réalisée en 2005. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://expositions.obspm.fr/lumiere2005/triangulation_plus.htmll><br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Taille_de_la_Terre&diff=375
Taille de la Terre
2016-07-04T15:06:03Z
<p>Alice.thomas : /* Bibliographie/Webographie */ rédaction références bibliographiques</p>
<hr />
<div><div align="justify"><br />
[[Catégorie:Terre]]<br />
<br />
{{En bref|Nous savons aujourd'hui que la Terre est ronde. Le rayon de la Terre est la distance entre le centre de la planète et sa surface. La Terre n'étant pas parfaitement sphérique, il n'est pas partout le même mais il vaut en moyenne '''6 371 km'''. <br> [[#Mesure du rayon terrestre par Eratosthène | Eratosthène]] a estimé le premier le rayon terrestre dans l'antiquité, en observant l'angle du Soleil à Alexandrie et à Syène. <br> Aujourd'hui, on utilise des [[#Géodésie spatiale | satellites]] pour déterminer avec précision la taille et la forme précise de la Terre. }} <br />
<br />
==Mesure du rayon terrestre par Eratosthène==<br />
[[File:Méthode_eratosthène.png|thumb|right]]<br />
Vers 230 avant J.C., Eratosthène, un savant grec, considérait déjà que la Terre était sphérique. <br />
<br />
Il remarque qu'à Syène (aujourd'hui Assouan), le Soleil est à la verticale à midi le premier jour de l'été, en observant que le fond d'un puit vertical est éclairé. Il remarque également que le même jour à la même heure, à Alexandrie, les rayons du Soleil arrivent avec un angle de 7° avec la verticale, grâce à un bâton planté verticalement dans le sol. On sait à cette époque que 5 000 stades, soit environ 800km, séparent les deux villes. A partir de ces données, il est possible de calculer la circonférence de la Terre ainsi que son rayon. {{Note|Notons <math>a</math> l'angle des rayons lumineux par rapport à la verticale à Alexandrie et <math>\Delta l</math> la distance qui sépare Alexandrie et Syène.<br> La circonférence de la Terre, que nous noterons <math>L</math>, vaut alors <math>\frac{390\times \Delta l}{a}</math>. <br> Le rayon terrestre <math>R</math> est alors égal à <math>\frac{L}{2\pi } </math>. <br> Avec les valeurs données plus haut, on obtient <math>L\approx</math>41 100km et <math>R\approx</math>6 460km. Les valeurs actuelles de la circonférence et du rayons terrestre sont respectivement '''40 075km''' et '''6 371km'''. }}<br />
<br />
==Géodésie spatiale==<br />
La ''géodésie'' est la science qui étudie la forme de la Terre, ses dimensions ainsi que son champ de pesanteur. Jusqu'à la fin du 20e siècle, des techniques classiques telles que la [[Distances sur Terre#triangulation|triangulation]] étaient utilisées pour mesurer les [[distances sur Terre]], et par conséquent la taille de la Terre.<br />
<br />
Le premier satellite artificiel de la Terre, Spoutnik, a été placé en orbite en 1957. En 2015, ce sont près de 13 000 satellites qui sont en orbite autour de la Terre. Ils sont utilisés pour les télécommunications, l'observation de la Terre ou encore pour de nombreuses missions scientifiques tournées vers l'espace lointain.<br />
[[File:VLBI.gif |frame |right | principe de fonctionnement du VLBI]]<br />
La géodésie spatiale permet de mesurer la taille et la forme de la Terre avec une grande précision grâce à différentes techniques: <br />
*la télémétrie laser, qui utilise le même principe que pour la mesure de [[Distances sur Terre#Télémétrie laser|distances sur Terre]]: une impulsion laser est envoyée vers un réflecteur, embarqué sur un satellite, et le temps mis par l'impulsion pour effectuer l'aller-retour entre la Terre et le satellite est mesuré de manière très précise, ce qui permet de connaitre la distance qui sépare la Terre et le satellite puisque l'impulsion voyage à la [[vitesse de la lumière]]. <br />
<br />
*L'interférométrie à très longue base (ou VLBI, ''Very Long Baseline Interferometry'') est utilisée à la base pour observer des sources radio lointaines. Mais son usage a été détourné à des fins géodésiques. Le principe est le suivant: deux antennes sont placées éloignées l'une de l'autre sur Terre. Elles vont recevoir le signal d'un quasar, un objet lointain qui émet un rayonnement radio très puissant. Ce rayonnement ne va pas mettre le même temps pour atteindre les deux antennes. Grâce à des [[Seconde#L'horloge atomique |horloges atomiques]] très précises, on peut déterminer la distance entre les deux antennes. Ce dispositif permet par exemple de déterminer le mouvement des plaques tectoniques.<br />
<br />
*Le système DORIS (Détermination d'Orbite et Radiopositionnement Intégrés par Satellite), basé que le principe de l'effet Doppler. Une soixantaine de stations sont réparties sur Terre. Elles émettent des signaux radio vers les satellites équipés de détecteurs, qui vont mesurer les décalages Doppler entre les différentes ondes. Ce système permet de connaitre les coordonnées de certains points de la surface de la Terre avec une précision meilleure que le centimètre. {{Note|L''''Effet Doppler''' est la variation de fréquence d'une que l'on observe lorsque la source de cette onde est en mouvement par rapport au récepteur.<br> Un exemple concret avec les ondes sonores est un camion de pompier qui passe: lorsque le camion se rapproche de vous, le son est de plus en plus aigu. Lorsqu'il s'éloigne, il est de plus en plus grave. <br> Il se passe la même chose avec les ondes électromagnétiques. }}<br />
<br />
==Pour aller plus loin==<br />
[https://www.youtube.com/watch?v=dZyeKmytFeA Eratosthène - Un bâton et un chameau pour mesurer la Terre] (8min)<br />
<br />
[https://www.youtube.com/watch?v=YhyX9XxxrOY Les satellites autour de la Terre via Google Earth] (1min30)<br />
<br />
[http://didac.oma.be/vlbi.php Animations didactiques VLBI], Observatoire Royal de Belgique <br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
Fondation la main à la pâte: ''Mesure des distances dans le système solaire''. [en ligne]. Extrait de Nouvel Autodidactique aux Editions Quillet. Ouvrage collectif, publication en mars 1993. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.fondation-lamap.org/fr/page/11981/mesure-des-distances-dans-le-systeme-solaire><br />
<br />
SAMMUNEH Muhammad Ali, ''Cours de géodésie spatiale''. [en ligne]. Université d'Alep. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.lb.refer.org/sammuneh/index.htm><br />
<br />
Institut Géographique National: Géodésie. [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://geodesie.ign.fr><br />
<br />
Encyclopédie Larousse: Géodésie. [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.larousse.fr/encyclopedie/divers/géodésie/55101><br />
<br />
Kartable: Les propriétés des ondes : diffraction, interférences et effet Doppler. [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <https://www.kartable.fr/terminale-s/physique-chimie/specifique/chapitres-33/les-proprietes-des-ondes-diffraction-interferences-et-effet-doppler/cours/les-proprietes-des-ondes-diffraction-interferences-et-effet-doppler/22514><br />
<br />
EDUSCOL: L'interférométrie à très longue longue base. [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://eduscol.education.fr/localisation/pedago/geologie/vlbi.htm> <br />
<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Analyse_sanguine&diff=374
Analyse sanguine
2016-07-04T14:51:26Z
<p>Alice.thomas : /* Bibliographie/Webographie */ rédaction références bibliographiques</p>
<hr />
<div>[[Catégorie:Santé]]<br />
<div align="justify"><br />
On réalise des analyses sanguines pour différentes raisons: surveiller le cholestérol, dépister des maladies, déterminer le groupe sanguin...<br />
<br />
Pour le patient, une analyse sanguine se déroule ainsi: on lui prélève un peu de sang à l'aide d'une aiguille, et le lendemain, il obtient les résultats, qui ne sont pas toujours très clairs. On se contente de les montrer à son médecin, et de vérifier si nos valeurs sont entre les valeurs de référence.<br />
<br />
Mais que se passe-t-il entre ces deux moments?<br />
[[File:Centrifugeuse.jpg|thumb|right|Centrifugeuse de laboratoire]]<br />
==Préparation de l'échantillon==<br />
Directement après le prélèvement, l'échantillon de sang est identifié à l'aide d'une étiquette collée sur le tube, afin que les différents prélèvements ne soient pas mélangés.<br />
<br />
Le sang n'est pas composé uniquement de cellules sanguines: celles ci représentent environ la moitié du sang, l'autre moitié étant un liquide appelé '''plasma'''. <br />
<br />
*Pour analyser et compter les cellules sanguines, comme les globules blancs, les globules rouges ou les plaquettes, le sang est directement placé dans un automate analyseur.<br />
<br />
*Pour analyser le plasma, l'échantillon est d'abord placé soumis à une centrifugation: il est placé dans une machine qui tourne très rapidement, ce qui aura pour effet de séparer les cellules sanguines du plasma. Les cellules sanguines, plus denses, vont se retrouver au fond du tube tandis que le plasma se retrouvera en surface.<br />
==Analyse==<br />
<br />
===Automates===<br />
Aujourd'hui, quasiment toutes les analyses sanguines sont réalisées à l'aide d'automates analyseurs, qui analysent les échantillons rapidement et avec moins d'incertitudes qu'un être humain. Suivant l'analyse demandée, le laboratoire va choisir un automate plutôt qu'un autre, selon la précision nécessaire ou le type de technique à utiliser. Le résultat donné par un automate peut être quantitatif (c'est-à-dire un chiffre), ou qualitatif (on peut observer un changement de couleur, un phénomène de coagulation, un trouble de la solution analysée...). Il existe de nombreuses techniques d'analyses, dont voici quelques exemples.<br />
====Cytométrie en flux====<br />
La '''cytométrie en flux''' permet d'analyser des cellules en suspension dans un liquide. C'est le cas des cellules sanguines, en suspension dans le plasma. Le principe de cette technique est de faire passer les cellules devant un faisceau lumineux, un laser par exemple, et d'analyser comment ce faisceau est modifié par les cellules. On peut ainsi déterminer la taille des cellules, leur complexité... et ainsi les analyser et les trier. On peut également utiliser des "colorants fluorescents", les '''fluorochromes''', pour détecter des marqueurs présents sur les lymphocytes, par exemple (un des types de globules blancs). <br />
<br />
====Ionogramme et potentiomètrie====<br />
Un '''ionogramme''' permet de mesurer le taux d'ions, comme le sodium, le potassium ou le chlore, présents dans le plasma. On réalise un ionogramme grâce à la '''potentiomètrie'''. {{Note|Un '''ion''' est un atome qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons. <br> On appelle '''cation''' un atome qui a perdu un électron; sa charge est donc positive. L'ion sodium, <math>Na^{{+}}</math>, est un cation. <br> On appelle '''anion''' un atome qui a gagné un électron; sa charge est donc négative.L'ion chlorure, <math>Cl^{{-}}</math>, est un anion.}} La potentiomètrie est une méthode d'analyse physico-chimique qui mesure la différence de potentiel entre une électrode de référence et une électrode indicatrice. (à développer)<br />
[[File:Spectrophotomètre.jpg|thumb|right|Spectrophotomètre UV-visible]]<br />
<br />
====Spectrophotométrie====<br />
La '''spectrophotométrie''' est une méthode qui permet de déterminer la concentration d'une solution colorée. Elle peut être utilisée pour déterminer le taux d'hémoglobine dans le sang. {{Note|L''''hémoglobine''' est une protéine présente dans les globules rouges qui participe au transport du dioxygène dans l'organisme.}}<br />
Un spectrophotomètre mesure l'absorbance d'une substance chimique en solution: plus une solution est concentrée, plus elle sera colorée, et donc plus son absorbance sera élevée, et inversement. Il s'agit de la loi de '''Beer-Lambert'''. <br />
Pour mesurer l'absorbance, l'appareil envoie un rayon lumineux de [[longueur d'onde]] et d'intensité connue à travers une cuve d'épaisseur connue contenant la solution. Un détecteur mesure alors l'intensité du rayon lumineux en sortie de la cuve.<br />
<br />
===Et avant les automates?===<br />
Les automates sont des appareils relativement récents. Avant leur mise en service, les analyses étaient réalisées à la main par des techniciens, puis les analyses étaient interprétées par les biologistes. De plus en plus d'analyses étant demandées au fil du temps, les chercheurs ont développé des automates afin de remplacer les techniciens et ainsi effectuer les analyses plus rapidement.<br />
<br />
Au départ, un automate maitrisait une technique et permettait de réaliser un type d'analyse. Peu à peu les machines se sont sophistiquées, un même automate peut maintenant réaliser différents tests à la chaine en utilisant plusieurs techniques différentes.<br />
<br />
==Interprétation==<br />
L'automate envoie les résultats au biologiste médical, en signalant s'il y a une anomalie. Si c'est le cas, le biologiste va vérifier que l'analyse a été réalisée correctement, et éventuellement la refaire. Puis les résultats sont remis au patient et envoyés, la plupart du temps, au médecin traitant.<br />
<br />
Les résultats sont donnés sous forme de nombres, avec pour chaque grandeur un intervalle de '''valeurs de références'''. Ces valeurs sont déterminées à partir d'échantillons d'individus en bonne santé. Il faut noter que ces valeurs de référence varient selon le type de population (origine, sexe...).<br />
<br />
==Pour aller plus loin==<br />
[https://www.youtube.com/watch?v=EQXPJ7eeesQ Flow Cytometry Animation ] (4min 30) (animation sur la cytométrie en flux, en anglais)<br />
<br />
[http://www.ultimedia.com/deliver/generic/iframe/mdtk/01613971/src/xzm3lf/zone/1/showtitle/1/ Le parcours d'un tube de sang au laboratoire de biologie] (4min)<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
Lab Test Online: Echantillon de sang [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.labtestsonline.fr/lab/blood_sample.html><br />
<br />
Dr. Chantal Kohler: ''Les cellules sanguines''. [en ligne]. Campus d'histologie et embryologie médicales du Collège des histologistes, embryologistes, cytologistes et cytogénéticiens. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://campus.cerimes.fr/histologie-et-embryologie-medicales/enseignement/histologie15/site/html/1.html><br />
<br />
JOURNO, Chloé ; MADRE, Jean-François. ''La cytométrie en flux''. [en ligne]. Institut Français de l'Education. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://acces.ens-lyon.fr/acces/ressources/immunite-et-vaccination/cellules-immunes-et-organes-lymphoides/la-cytometrie-en-flux><br />
<br />
Wikiversity: Cytomètrie en flux [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <https://fr.wikiversity.org/wiki/Cytométrie_en_flux><br />
<br />
Pr. André LE TREUT: ''Electrolytes et ionogramme''. [en ligne]. Faculté de médecine de Rennes, Dpt de biochimie et biologie moléculaire. Année 2009-2010. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <https://facmed.univ-rennes1.fr/wkf//stock/RENNES20091015035216letreutElectrolytes_et_ionogramme.pdf><br />
<br />
<br />
Remerciements: Dr Esteve Vincent, chef du service biologie du centre hospitalier d'Orsay<br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas
http://www.mesures.universite-paris-saclay.fr/index.php?title=Globules_blancs&diff=373
Globules blancs
2016-07-04T14:41:52Z
<p>Alice.thomas : /* Bibliographie/Webographie */ rédaction références bibliographiques</p>
<hr />
<div><div align="justify"><br />
[[Catégorie:Santé]]<br />
Voir la page: [[Analyse sanguine]]<br />
[[File:Globule_blanc.png|right|thumb| 250px|Dessin d'un globule blanc]]<br />
<br />
{{En bref| Les globules blancs, aussi appelés '''leucocytes''', font partie du système immunitaire. Ils protègent l'organisme contre les infections. <br> Lors d'une analyse sanguine, de nombreux paramètres sont mesurés, donc le nombre de globule blancs. }} <br />
<br />
Il existe 3 types de leucocytes : <br />
<br />
*Polynucléaires, aussi appelés granulocytes ;<br />
<br />
*Lymphocytes ;<br />
<br />
*Monocytes.<br />
<br />
Ils sont généralement présents dans le sang, la rate, les ganglions, les amygdales, la végétation et la lymphe (liquide biologique circulant dans les vaisseaux parcourant tout le corps humain).<br />
Ils se nombrent entre 4 000 et 10 000 globules blancs par mm<math>^{3}</math><br />
<br />
*Si leur nombre est supérieur à 10 000 par mm<math>^{3}</math> on dit que l’on se trouve en hyperleucocytose. Cela pourrait être le symptôme que le corps se défend contre une infection, ou tout simplement un signe de grossesse !<br />
<br />
*Si leur nombre est inférieur à 4 000 par mm<math>^{3}</math>, on dit que l’on se trouve en leucopénie. Cela pourrait signifier que l'organisme est vulnérable aux infections.<br />
<br />
<br />
On mesure le nombre de globules blancs en réalisant une analyse sanguine, à partir d'une prise de sang. On prélève une petite quantité de sang dans une veine à l'aide d'une aiguille, puis l'échantillon passe dans un analyseur, un instrument automatisé qui, comme son nom l'indique, analyse le prélèvement. <br />
<br />
Une telle analyse mesure également le nombre de globules rouges et de plaquettes.<br />
<br />
==Fonctionnement de l'anayseur==<br />
<br />
==Comptage manuel==<br />
Les automates analyseurs sont relativement récents. Avant leur mise en place, les différentes cellules étaient comptées manuellement au microscope.<br />
<br />
==Bibliographie/Webographie==<br />
Futura-science: Globule blanc. [en ligne, consulté le 17 juin 2016]. Disponible sur internet: <http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dico/d/medecine-globule-blanc-733/><br />
<br />
Medipedia: Quel est le rôle des globules blancs? [en ligne, consulté le 17 juin 2016]. Disponible sur internet: <http://fr.medipedia.be/lymphomes/comprendre/quel-est-le-role-des-globules-blancs><br />
<br />
Dr. Chantal Kohler: ''Les cellules sanguines''. [en ligne]. Campus d'histologie et embryologie médicales du Collège des histologistes, embryologistes, cytologistes et cytogénéticiens. [consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://campus.cerimes.fr/histologie-et-embryologie-medicales/enseignement/histologie15/site/html/1.html><br />
<br />
Lab Test Online: Echantillon de sang [en ligne, consulté le 4 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.labtestsonline.fr/lab/blood_sample.html><br />
<br />
</div></div>
Alice.thomas