Une histoire d'étalon

[Decius]

Bonjour à tous,

Il y a un petit truc qui me taraude:
- l'unité de mesure de la distance qu'est le mètre est défini comme étant la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1⁄299 792 458 seconde.
- l'unité de mesure du temps, la seconde, est définie comme étant un multiple de la période de l’onde émise par un atome de césium 133 lorsqu’un de ses électrons change de niveau d’énergie.
Or la période de l'onde est l'inverse de sa fréquence, elle-même valant le quotient de la célérité de la lumière par la longueur d'onde.

Ainsi la célérité de la lumière intervient dans l'étalonnage de ces deux unités. J'ai donc du mal à comprendre comment la valeur de la célérité de la lumière a pu être déterminée.

J'ai peut-être fait une erreur de raisonnement ou de définitions des unités, mais si quelqu'un pouvait m'aider, je lui serais reconnaissant!
Merci.
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[Rhodes77]

Bonjour,

Le temps de vie du niveau excité de Cesium est une propriété intrinsèque à sa structure qui ne dépend de rien d'autre. Cela provient de la structure hyperfine du noyau de Césium et c'est un peu trash. La célérité de la lumière n'intervient pas ici.

Enfin, la célérité de la lumière a été choisie égale à 299 792 458 mètre par seconde par convention en 1983 par le Bureau International des Poids et Mesures (le grand chef du système SI). C'est elle qui permet de définir le mètre, et non pas l'inverse (dans l'idéologie métrologique sous-jacente).
Notons enfin que cette valeur ne tombe pas du ciel, et qu'elle a été choisie voisine de celle qu'on avait pu mesurer dans les expériences précédentes en gardant une longueur au mètre qui ne variait pas beaucoup.
(Sinon on aurait choisi 1m/s et le mètre ne serait plus ce qu'il est!).

Voilà j'espère que ca vous aura éclairé (haha).
Bon courage

[LPFR]

Bonjour.
Il faut voir que la seule chose que l'on sait faire avec autant de précision que l'on veut c'est compter.
Donc on utilise une oscillation à fréquence fixe et on définit la seconde comme un nombre d'oscillations de cet oscillateur. Et la période de cet oscillateur ne dépend pas des rapports de vitesse et longueur d'onde. C'est à l'inverse: la longueur d'onde dépend de la vitesse de la lumière et de la fréquence de cet oscillateur, qui est admisse comme connue.

Puis ou définit la vitesse de la lumière comme la distance parcourue dans un temps donné.
Au revoir.

[calculair]

bonjour LPFR,

Si j te comprends on a mis un peu de lumière dans le Pacillon de Breuteuil à Sèvres, je crois d'ailleurs qu'il est dans le parc de St Cloud,, mais que fait t-on du vieil etalon en platine qui doit valoir une petite fortune...

C'est une piece de musée ou sert il encore à quelque chose.?

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour Calculair.
Il me semble avoir lu que le dernier étalon matériel (l'étalon de platine iridié) va passer à l'état de pièce de musée cette année ou la suivante quand le kilogramme sera défini à partir d'un comptage. Mais je ne souviens plus l'effet utilisé. Il me semble ce qu'est la constante de Josephson.

Pour ce qui est de la valeur du bout de platine, il a sûrement plus de valeur historique que matérielle. Car le prix du platine n'est que de $1669 l'once. Donc 37 000 € (sans tenir compte qu'il est "contaminé" par de l'iridium). C'est presque à la portée de tout le monde, quand on sait que chaque bébé qui naît à une dette de 25 000 €.

Cordialement,

[calculair]

Bonjour LPFR

Je suis toujours surpris par le champ de tes connaissances... Cette fois même le cours de Bourse du Pt au 1/1000 prés ..!!! mais connais tu le poids de ce metre etalon ??

Plus serieusement peut tu expliquer l'effet Josephson. ? L'etalon du kilogramme, qui je crois dois être voisin du vieux metre deviendrait egalement une pièce du musée.

Parmis les étalons primaires qui définissent tout notre systeme de mesure, les quels doivent ils être conservés précieusement comme notre ex vieux mètre.?

[LPFR]

Re bonjour.
Pour le cours de Pt je me suis renseigné avant de l'écrire.

Le seul et dernier étalon matériel qui reste est le kilogramme. Et il ne le sera plus.

La masse de cet étalon est "facile à déduire". Par contre, celle du mètre étalon, doit être bien plus grande que 1 kg. Mais personne ne parle des dimensions de la barre.

Et non. Pour l'effet Josephson je n'ai qu'une vague idée et je ne vois pas comment mesurer une masse avec cet effet.
Car, n'oublions pas qu'une définition d'étalon doit permettre de mesurer un temps, une longueur, etc. en le comparant à l'étalon.
Cordialement,

[stefjm]

Pas mal d'info sur le wiki anglais :

http://en.wikipedia.org/wiki/Kilogram

[LPFR]

Bonjour.
Oui, mais pas assez. J'avais déjà lu la page. Je trouve qu'il y a un peu plus de concret dans la page Watt balance.
Mais toujours pas assez.
Car il semble que l'on se trouve en train de mesurer le poids d'une masse en la compensant par la force entre deux bobines. Je ne vois pas comment peut-on s'affranchir d'une masse étalon.
Il faudrait que la force puisse être déterminée que par la géométrie et la valeur du courant. Mais l'effet Josephson ne produit que des tensions "standard", pas de courants.
Bref, je comprends que la méthode ne soit pas encore au point.
Cordialement.
Au revoir.

[stefjm]

Bonjour,
Une nouvelle de Laurent sur le triangle qui implique trois effets :
effet Hall quantique, effet Josephson, effet tunnel à un électron.
http://www.futura-sciences.com/fr/ne...lampere_14069/
Et sa discussion vide pour l'instant :
http://forums.futura-sciences.com/co...e-lampere.html

Le lien avec le kilogramme est donné par la charge de dimension mécanique (loi de Coulomb)


Dans ce système de dimension, la masse intervient dans la charge et la puissance, mais pas dans la résistance.


Le produit et le quotient si connu en électronique donne respectivement et , avec de dimension force. ()

Évidement, il faut accepter de manipuler des capacités homogènes à des longueurs et des inductances homogènes à l'inverse d'accélération. Un retour au système cgs, qui n'a en fait jamais été abandonné par les chercheurs...

Personnellement, je m'y fait très bien. Dès l'instant que est homogène à des et et à un temps, cela me va... (Je note les inductance l pour ne pas confondre avec la longueur L)

Cordialement.

Edit :
Un lien sur le triangle URI.
http://www.metrologie-francaise.fr/fr/si/futur-si.asp

[stefjm]

Lapsus de clavier, P/R, pas Q/R...

Le produit et le quotient si connu en électronique donne respectivement et , avec de dimension force. ()

[LPFR]

Le lien avec le kilogramme est donné par la charge de dimension mécanique (loi de Coulomb)

Bonjour Stefjm.
Le problème avec un étalon n'est pas d'avoir une formule sur le papier, mais d'avoir une méthode de mesure d'un objet défini quelconque.
J'ai un objet quelconque. Que dois je-faire pour connaitre sa masse.
Cordialement.