I.
QUELQUES PROPRIETES DE
Rappel définition de la
vitesse moyenne
Propagation de la
lumière :
-
La lumière issue des étoiles traverse l’espace et nous parvient.
Vitesse de la lumière :
La
première mesure a été effectuée par l’astronome danois ROMER en 1676 à
l’observatoire de Paris. C’est une vitesse limite.
La vitesse de propagation de
la lumière dans le vide, appelée aussi célérité de la lumière vaut :
c = 3,00.108 m.s-1
Dans
les milieux transparents v < c. Dans l’air v » c
L’année de lumière :
A
l’échelle de l’Univers, on exprime les distances avec une unité plus adaptée
que le mètre ou le kilomètre. C’est l’année de lumière.
L’année de lumière (a.l.) est
la distance parcourue par un signal lumineux, dans le vide, pendant une année.
L’année de lumière est une
unité de longueur : 1a.l. »
Remarque : La distance parcourue
par la lumière dans le vide et la durée de parcours s’expriment avec le même
nombre.
« Voir
loin, c’est voir dans le passé » :
La Nébuleuse
d’Orion se situe à 1800 a.l. de la Terre ; la lumière provenant d’Orion
que nous recevons aujourd’hui sur Terre a donc mis 1800 ans pour nous parvenir.
Plus nous
observons loin dans l’espace et plus nous regardons dans le passé.
II.
APPLICATIONS A
Mesures
directes :
On peut mesurer des longueurs directement avec un
mètre, une règle, un pied à coulisse ou un palmer. L’appareil de mesure doit
être adapté à la mesure à réaliser.
Ces instruments mesurent des longueurs d’ordre de
grandeur compris entre 102m et 10-4m.
Il faut utiliser des méthodes de mesure à distance
pour les plus grandes longueurs.
Incertitude et précision d’une mesure :
On ne peut
connaître la valeur exacte d’une grandeur physique que l’on mesure. La mesure ne
fournit qu’un encadrement de la valeur, avec une certaine incertitude.
L’incertitude
dépend à la fois de l’expérimentateur, de la méthode qu’il utilise ainsi que de l’instrument de mesure lui-même.
Chiffres significatifs :
Dans l’écriture d’un nombre sous sa forme a.10n,
les chiffres utilisés pour écrire le décimal a sont appelés chiffres
significatifs. Le zéro est significatif quand il est placé entre deux chiffres
ou à la fin d’un nombre. Le nombre de chiffres significatifs d’une valeur
indique la précision de sa mesure.
Ex :
Rayon de la terre R = 6,4.103 : 2 chiffres significatifs ;
Lorsqu’une grandeur est obtenue
à partir d’une multiplication ou d’une division de deux autres grandeurs,
celle-ci ne doit pas comporter plus de chiffres significatifs que la donnée qui
en comporte le moins.
Ex : la
longueur de l’équateur est donnée par la relation L = 2PR soit L =
Mesures de
longueur à distance :
Méthode de la
visée :
Viser, c’est aligner plusieurs
repères avec son œil. En physique, l’intérêt de la visée est d’aligner
plusieurs points afin de construire une figure géométrique constituée de
droites. Cette figure permet, souvent grâce au théorème de Thalès, d’évaluer
des distances ou des angles.
Théorème de
Thalès : Si les points A,N,C et A,M,N sont alignés dans cet ordre et si
les droites (BC) et (MN) sont parallèles, alors AM/AB = AN/AC = MN/BC
Méthode de l’ombre portée :
Lorsqu’une source lumineuse
(comme le Soleil) est très lointaine, les rayons qui en sont issus nous
parviennent parallèles.
Méthode de la
parallaxe :
Le phénomène de parallaxe se manifeste
quand on vise un objet ponctuel depuis deux endroits différents. La parallaxe
est l’angle p entre les deux directions de visée du point qui représente
l’objet.
Mesures d’angles :
La mesure d’un
angle permet souvent de calculer une longueur connaissant d’autres données.
Le diamètre apparent
d’un objet est l’angle sous lequel un observateur voit l’objet.
Il peut être
mesuré à l’aide d’un goniomètre, un compas ou un rapporteur.
Cette mesure
est utilisée en astronomie.
Mesures de
durées :
Si T est la durée que met un
signal sonore ou lumineux, se propageant à la vitesse V, pour faire l’aller
retour entre une source et un objet dont on veut mesurer l’éloignement
alors la distance D entre l’objet et la source
est :
C’est le principe des sonars et des radars et des chauve-souris
III.
APPLICATION AUX MESURES ASTRONOMIQUES
ET MICROSCOPIQUES :
Mesure du rayon de
Mesure de l’épaisseur d’un
cheveu (exercice)