LA MESURE DE QUANTITE DE MATIERE

PRESENTATION DE L’UNIVERS
De l’atome à la galaxie
1 . Rappels et définitions.
1 . 1 . Les puissances de 10.
10n = 10x10x10x….x10 = 1000…00
n termes
n zeros
Exemples : 102 = 10x10 = 100
101 = 10
100 = 1
1 . Rappels et définitions.
1 . 1 . Les puissances de 10.
10-n
1
____________
=
= 0,000…001
10x10x… x10
n chiffres après la virgule
n termes
Exemples :
10-2 = 0,01
10-3 = 0,001
1 . Rappels et définitions.
1 . 1 . Les puissances de 10.
10m x10n = 10m+n
10m /10n = 10m-n
10m + 10n ≠ 10m+n
ax10mxbx10n = axbx10m+n
m
ax10
________
bx10n
=
a
__ x 10m-n
b
1 . Rappels et définitions.
1 . 1 . Les puissances de 10.
1012
109
106
103
Symbole
T
G
M
k
préfixe
Tera
Giga
10-3
10-6
Mega
kilo
10-9
10-12
10-15
p
f
Symbole
m
μ
n
préfixe
milli
micro
nano
pico
femto
1 . Rappels et définitions.
1 . 2 . L’écriture scientifique.
Tout nombre peut s’écrire sous la forme
ax10n
où 1 ≤ a < 10 et n est un entier positif, négatif ou nul.
Exemples : 13 milliards de km = 13x109 km
= 1,3x1010 km
1 . Rappels et définitions.
1 . 3 . Unités de longueur.
Unité S.I. de longueur :
Dans le système international, l’unité de longueur est
le mètre (m).
1 . Rappels et définitions.
1 . 4 . Ordre de grandeur.
Ordre de grandeur :
L’ordre de grandeur d’une valeur est la puissance de
10 la plus proche de cette valeur.
Exemples : 13 milliards de km = 13x109 km = 1,3x1013 m
Odg : 13 milliards de km = 1013 m
1 . Rappels et définitions.
1 . 4 . Ordre de grandeur.
Soit un nombre écrit sous la forme
ax10n
où 1 ≤ a < 10 et n est un entier positif, négatif ou nul.
Si 1 ≤ a < 5 alors Odg = 10n
Si 5 ≤ a < 10 alors Odg = 10n+1
2 . DE L’INFINIMENT PETIT
A L’INFINIMENT GRAND
TP
Univers
• L’infiniment petit.
Constitution de l’atome :
• un noyau
• un nuage électronique
• et entre…
Beaucoup de vide !
2 . DE L’INFINIMENT PETIT
A L’INFINIMENT GRAND
• L’infiniment grand.
Constitution de l’univers :
• des planètes
2 . DE L’INFINIMENT PETIT
A L’INFINIMENT GRAND
• L’infiniment grand.
2 . DE L’INFINIMENT PETIT
A L’INFINIMENT GRAND
• L’infiniment grand.
• des étoiles
2 . DE L’INFINIMENT PETIT
A L’INFINIMENT GRAND
• L’infiniment grand.
1 . DE L’INFINIMENT PETIT
A L’INFINIMENT GRAND
• L’infiniment grand.
2 . DE L’INFINIMENT PETIT
A L’INFINIMENT GRAND
• L’infiniment grand.
• des galaxies
2 . DE L’INFINIMENT PETIT
A L’INFINIMENT GRAND
• L’infiniment grand.
• et entre…
Beaucoup de vide !
2 . DE L’INFINIMENT PETIT
A L’INFINIMENT GRAND
Structure de l’univers :
De l’infiniment petit à l’infiniment grand, la matière a
une structure lacunaire : l’espace est essentiellement
occupé par le vide.
3 . LONGUEURS DANS L’UNIVERS.
3 . 1 . Unités de longueur.
L’unité astronomique (ua) :
1 ua = distance moyenne Terre - Soleil
= 150 millions de km
= 1,50x1011m
3 . LONGUEURS DANS L’UNIVERS.
3 . 2 . Unités de longueur.
L’année lumière (al) :
L’année lumière est la distance parcourue par la
lumière dans le vide, en une année.
Dans le vide ou l’air, la lumière se propage à la vitesse
de 300 000 km.s-1.
1al = c x ∆t = 3,00 x 108 x 365,25 x 24 x 3600
= 9,47 x 1015 m
3 . LONGUEURS DANS L’UNIVERS.
3 . 2 . Unités de longueur.
Qu’est ce qu’une année lumière ?
Par définition, il s’agit de la distance parcourue par une particule de
lumière, appelée photon, durant une année.
Or comme cette particule de lumière file à la vitesse de 300 000
km/s l’année-lumière correspond à 9 billions, 460 milliards et 530
millions de kilomètres.
3 . LONGUEURS DANS L’UNIVERS.
3 . 2 . Unités de longueur.
C’est là une distance considérable puisqu’une année-lumière est
500 fois plus grande que la taille de notre Système Solaire !
Pour tenter de concevoir à quoi correspond une telle distance,
imaginons-nous parcourant l’Espace à bord d’un avion gros porteur
(un Boeing 747 ou un Airbus A300) filant à la vitesse normale de
600km/h.
3 . LONGUEURS DANS L’UNIVERS.
3 . 2 . Unités de longueur.
A cette vitesse, il nous faudrait un mois pour atteindre la Lune,
située à 385 000 km de nous. Or, un photon ne met qu’une
seconde un quart pour franchir cette distance. (On dit que la Lune
est à 1,25 seconde-lumière de nous.)
Par ailleurs, nous nous trouvons à 150 millions de kilomètres du
Soleil. A bord de notre avion, il nous faudrait 28 ans pour
parcourir cette distance. Or la lumière provenant du Soleil ne met
que 8 minutes et demie à nous parvenir. (Le Soleil se trouve à 8,5
minute-lumière de nous.)
3 . LONGUEURS DANS L’UNIVERS.
3 . 2 . Unités de longueur.
En fait, parcourir la distance d’une année-lumière en avion
prendrait près de 2 millions d’années.
Etonnamment, cette prodigieuse unité de mesure n’est pas si
considérable lorsqu’on songe que, dans l’Univers, les distances se
calculent souvent en millions et en milliards d’années-lumière.
3 . LONGUEURS DANS L’UNIVERS.
3 . 2 . Unités de longueur.
La lumière nous apporte des renseignements sur un objet (forme,
couleur) tel qu’il était au moment de l’émission de lumière.
Plus il est éloigné, plus la durée du trajet parcouru par la lumière
est longue, et plus nous observons dans le passé.
3 . LONGUEURS DANS L’UNIVERS.
3 . 3 . Ordres de grandeur.
1 ua
= 1,50x1011m
1 ua ~ 1011 m
1 al
= 9,47 x 1015 m
1 al ~ 1016 m