Unités de mesure du S.I. : pourquoi la candela et la mole ?

[apap]

Bonjour,
Je comprends qu'il y a 7 unités premières, et que les autres unités sont dérivées de ces 7 unités.

Parmi ces 7 unités, je ne comprends pas l'intérêt de la candela : cette unité me semble dériver du Watt, du mètre, de la seconde, ainsi que d'une fonction reflétant la capacité de l'oeil à capter chaque longueur d'onde? De même que pour la mole, c'est un décompte d'atomes ou de molécules...

Ces 2 unités ne me semblent pas aussi "nobles" que le kg, la seconde, le mètre?

Merci pour votre éclairage,

Détails :
1790 : à la révolution, la France a adopté le mètre et le kg comme unité de mesures, avec le système décimal (avec des retours en arrière),
1832 : "système de Gauss" avec les C (centimètres), G (le gramme), S (secondes).
1860 : le système CGS
1875 : création du BIPM (bureau international des poids et mesures).
1889 : adopte le système MKS (mètre, kilogramme, seconde)
1901 : système MKSA (on ajoute l'Ampère, et on indique que les autres mesures électriques peuvent se déduire de ces 4 mesures de base (ex : le Volt : W/A, avec W = kg.m² /(A.s**3).
1954 : on ajoute le Kelvin et la Candela
1971 : on ajoute la mole
Ce qui donne : kg m s A K cd mol

Définition de la candela :
La candela est l'intensité lumineuse, dans une direction donnée, d'une source qui émet un rayonnement monochromatique de fréquence 540 x 1012 hertz et dont l'intensité énergétique dans cette direction est 1/683 watt par stéradian.
-----

[stefjm]

Vous n'avez pas tort...
https://books.google.fr/books?id=ym_...econde&f=false

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Il est vrai que les aristos peuvent trouver le candela un peu roturier car, en dehors de la lumière monochromatique à 540 nm, il dépend de la sensibilité d’un « œil moyen » dans lesquels il faut inclure, époque oblige, ceux des petits gents et même des croquants.
De même pour le mole, on aurait pu rester au nombre d’Avogadro. Et il a eu des critiques sur le choix en tant qu’unité :
https://en.wikipedia.org/wiki/Mole_(...mole_as_a_unit
Au revoir.

[phys4]

Certaines unités ont des raisons d'être qui sont plus pratiques que logiques, comme celles que vous citez.

Candela permis de générer une famille d'unités de lumière comme lumen, lux, qui sont nécessaires pour avoir une référence commune pour les unités d'éclairage. La raison d'être provient des caractéristiques de l'oeil et il n'est donc pas possible de les dériver directement du système MKSA.

Mole est une unité pratique pour les chimistes. Si l'utilisation du nombre de molécules serait logique, il ne serait pas pratique du tout, à cause de la grandeur, de plus les précisions seraient entachés de l'incertitude sur le nombre d'Avogadro.
En prenant comme unité chimique un nombre de molécules égal au nombre d'Avogadro, on se libère de l'incertitude sur ce nombre.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[obi76]

Bonjour,

mouais, les raisons étaient sans doutes bonnes à l'époque, mais dans ce cas on aurait tout aussi bien faire toute une famille d'unité dérivée de la constante gravitationnelle, ce qui pour la meme raison que la mole aurait évité bon nombre d'incertitudes, ou bien sur la constante de Planck (idem), etc...

[apap]

OK...
Cet article montre que les 7 unités ne signifie pas qu'elles sont indépendantes les unes des autres.
On peut les réduire plutôt à 3 unités (kg, mètre, seconde... la température étant reliée à une énergie cinétique moyenne de particules).
Cet article évoque ensuite les constantes liées à des unités qui pourraient être mieux choisies, et d'autres constantes, plus fondamentales,sans unité, "créées par Dieu", selon l'expression Einstein, et qui font que notre univers ressemble à ce qu'il est (si j'ai à peu près compris).
Merci pour ce lien, je ne me souvenais pas de tous cela.

[apap]

Merci pour vos réponses qui montrent que ce choix de 7 unités a un côté "pratique" fort utile, mais qui ne révèle pas qlq chose de fondamental au sens de la compréhension de notre univers.
J'avais fait qlqs recherches sur internet, mais pas suivi les bons liens...
Bien cordialement.

[phys4]

On peut les réduire plutôt à 3 unités (kg, mètre, seconde... la température étant reliée à une énergie cinétique moyenne de particules).
.

La température est aussi une unité ayant un caractère empirique, car elle dérive des unités particulières utilisées pour mesurer la température lors des début de la physique.
Elle se trouve reliée aux autres par la constante de Boltzmann, qui n'a pas d'autre justification que de retrouver l'échelle du degré.

[stefjm]

Si le sujet vous intéresse, il y a aussi le trialogue M. J. Duff, L. B. Okun, G. Veneziano:
http://arxiv.org/abs/physics/0110060

[obi76]

On peut les réduire plutôt à 3 unités (kg, mètre, seconde... la température étant reliée à une énergie cinétique moyenne de particules).

J'aurai rajouté le Coulomb, nécessaire pour la dimension des volts, ampères etc.

La température est aussi une unité ayant un caractère empirique, car elle dérive des unités particulières utilisées pour mesurer la température lors des début de la physique.
Elle se trouve reliée aux autres par la constante de Boltzmann, qui n'a pas d'autre justification que de retrouver l'échelle du degré.

Oui enfin dans ce cas ce n'est qu'une question d'échelle arbitraire. Elle est égale à ça pour trouver des Kelvins, le 0K ne dépend pas de kb, et l'échelle ensuite on aurait très bien pu la mettre en Joules/m^3...

[invite82078308]

Pour la candela, je ne vois pas bien ce qu'elle vient faire là.
Pour la mole, il faut bien comprendre que les chimistes ont besoin d'une unité définie avec précision pour faire des mesures de quantité de matière précises.
Dans l'état actuel de la métrologie, fixer le nombre d'atomes d'une mole ne permet pas de définir la mole avec la même précision que la définition actuelle.
Toutefois, la situation évolue, et il y a un programme de redéfinitions des unités du système international.

Peu de personnes ont remarqué qu'en réalité, le mètre n'est plus une unité fondamentale du système international: en effet, il est défini ainsi:"La 17e CGPM de 1983 redéfinit la vitesse de la lumière dans le vide absolu à 299 792 458 m/s, ce qui a pour effet de réviser la valeur du mètre comme étant la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 seconde" (source wikipédia).
Ce qui est défini ici fondamentalement, c'est le m/s défini comme une fraction de la vitesse de la lumière, le mètre étant maintenant une unité dérivée du m/s et de la seconde.

De même, on envisage de définir l'Ampère à partir de la charge de l'électron, en fait, ce ne serait plus l'Ampère qui serait fondamentale mais le Coulomb.

[stefjm]

J'aurai rajouté le Coulomb, nécessaire pour la dimension des volts, ampères etc.

Mis à part quelques soucis mineurs qu'il faudrait lister proprement, la charge s’exprimait dans l'ancien temps comme

Les capacité et inductance avaient seulement une dimension «bizarre». (et un peu gênante ...)

[obi76]

Mis à part quelques soucis mineurs qu'il faudrait lister proprement, la charge s’exprimait dans l'ancien temps comme

là, si t'as une source, je suis preneur...

[stefjm]

C'est dans le domaine grand public
https://en.wikipedia.org/wiki/Centim...us_CGS_systems

Par exemple, en système CGS, une capacité (de condensateur) s'exprime en cm.

Je cite la page :

• The CGS system avoids introducing new base units and instead derives all electric and magnetic units directly from the centimetre, gram, and second based on the physical laws that relate electromagnetic phenomena to mechanics.

Pour la charge, cela donne ce que j'ai écrit et que j'utilise à l'occasion.

[stefjm]

là, si t'as une source, je suis preneur...

Plus détaillé, mais c'est ma prose sur Futura :
http://forums.futura-sciences.com/ph...de-charge.html

ou

http://forums.futura-sciences.com/ph...-rotation.html

[obi76]

Je connais très bien ta position sur les problématiques de dimensions en physique. Ce que j'aimerai c'est une source scientifique qui affirme qu'effectivement les charges ont pu etre supposées comme fonction d'autres dimensions élémentaires...

[stefjm]

Le système CGS ne te suffit pas comme référence scientifique?
La capacité en cm donne une charge en quelle dimension dérivée MLT?

Pour les références scientifiques, il suffit de consulter les articles de l'époque.
En furetant un peu, j'ai trouvé une rétrospective:
http://www.ampere.cnrs.fr/parcourspe...telec/systeme/

[stefjm]

Il y a d'ailleurs une interrogation intéressante de Michel sur la quantité conjugué de la charge
http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post5355941

[stefjm]

Un peu plus complet sur le CGS :
http://www.astro.uvic.ca/~tatum/elmag/em16.pdf

[obi76]

Intéressant, merci.