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