Mesure du temps

[invite70be8073]

Bonjour,

M'intéressant aux méthodes pour mesurer le temps je suis tombé là-dessus:

La seconde est la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les niveaux hyperfins F=3 et F=4 de l’état fondamental 6S½ de l’atome de césium 133"

(Wikipédia, Science et Vie, etc).

La fréquence f de la-dite radiation est donc: f= 9 192 631 770Hz.

Selon la formule: f=1/T

La période d'une onde est le temps que met un motif avant de se répéter, i.e si on se place sur une crète de l'onde, la période est le temps qu'il faut pour revenir sur la prochaine crète.
On en déduit que la période est un multiple d'une seconde.
L'unité de la période T est la seconde.

De même, la fréquence est le nombre de fois qu'une période se répète en 1seconde.
L'unité de la fréquence est le Hertz ou s^-1.

On en déduit donc qu'une seconde est le temps que met un motif avant de se répéter (i.e la période) multiplié par le nombre de répétition en 1s (i.e la fréquence).

Donc 1s=T*f

Le problême se pose lors de l'analyse dimentionnelle.

En effet, T est en s, f en s^-1, donc T*f => s/s soit aucune unité.

Hors les scientifiques obtiennent la mesure de la seconde.
A moins que le temps que met l'électron pour s'exciter et se désexciter n'entre en ligne de compte, j'ai l'impression de rater quelque chose.

Pouvez-vous m'éclairer svp?
-----

[inviteb21357a5]

Non, en fait les physiciens se tiennent à côté de l'onde et la regardent en comptant très vite les périodes : 1, 2, 3 .... 9192631769, 9192631770 STOP ! c'est bon, une seconde est passée, on peut régler nos chronomètres là-dessus.

Bon, en fait c'est pas vraiment comme ça qu'ils ont fait : en gros, il savaient déjà combien fait à peu près une seconde, mais leur définition précédente était imprécise (de mémoire c'était une fraction du jour sidéral, mais en fait les phénomènes de marées font que le jour sidéral varie). Ils ont donc choisi un phénomène plus élémentaire et mieux réglé, compté le nombre de périodes en une seconde entre ces deux raies du césium, se sont mis d'accord sur le résultat exact et ont décrété que désormais la seconde ce serait ça.

Je ne comprends pas trop ce qui te gêne dans cette définition... En quoi le fait qu'un nombre de périodes soit sans unité est-il un "problème" ? C'est juste un nombre.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Votre équation "1s=T*f" est fausse. C'est "1 = f*T", avec un 1 sans dimensions.

Je pourrais vous raconter que les scientifiques comptent les oscillations de la transition mentionnée est quand ils arrivent à 9 192 631 770, ils dissent qu'un seconde s'est écoulé.

Dans la réalité, la mesure est plus compliquée que ça, même si ça revient au même. On fabrique un oscillateur qui crée une fréquence proche de 9 192 631 770 Hz et qu'on asservit à la bonne fréquence en regardant l'absorption de l'onde par les atomes de césium dans une cavité.
Puis on mesure la fréquence de l'oscillateur quand il est bien calé sur la fréquence du césium.
Ou on divise le signal par 9 192 631 770 pour avoir un signal de 1 Hz.
Au revoir.

[invite70be8073]

Je vous remercie pour vos réponses.

J'ai maintenant compris que bien que le nombre de périodes comptées et la valeur de la fréquence soient les mêmes, ils sont différents.

@LPFR: En effet, "1s=T*f" est totalement faux, j'aurai dû préciser que l'équation était là seulement pour suivre mon raisonnement.

[A voir en vidéo sur Futura]