Les unités ont-elles "changé"?

[invite0b9c6de3]

Salut,

Je me suis posé une question:

Les unités comme le mètre ou le degré Celsius ont été inventés il y a longtemps. Prenons l'exemple du mètre. Je ne sais pas qui l'a inventé, ni comment.
Supposons que l'inventeur ait choisi une longueur au hasard. Sans technologie laser ou quoi que ce soit pour mesurer, la longueur d'un mètre aurait du varier un peu, donc un mètre d'aujourd'hui serait égal à 1m et 2cm ou 98cm d'autrefois. Je voudrais savoir si mon "hypothèse" est juste ou si je raconte n'importe
quoi.
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[Tryss]

La définition du metre a en effet changé au cours du temps, donc "un mètre" maintenant n'a plus la même valeur que "un mètre" de l'époque, mais globalement, c'est juste une question de précision et de définition.

Originellement, le mètre est défini comme "la dix-millionième partie d'un quart de méridien terrestre", tandis que maintenant, c'est défini comme "la distance que parcours la lumière dans le vide en 1/299 792 458 secondes".

Avec la première définition, le mètre original mesure en réalité 993.7 mm, mais on connaissait mal (= pas assez précisément) la taille de la terre à l'époque, on a donc crée un mètre étalon (une barre en platine) qui est devenu pendant longtemps la définition du mètre ("Le mètre est ce qui mesure autant que cette barre" ).

Arrivé a un moment, on a du trouver une autre définition, pour pouvoir faire des mesures précises facilement. Il a quand même fallu attendre 1960 pour ça (c'était basé sur la longueur d'onde de la radiation d'un atome). Ça n'est que durant les années 1980 que l'on a fixé la valeur du mètre (qui ne bougera plus ^^)

[JPL]

Ça n'est que durant les années 1980 que l'on a fixé la valeur du mètre (qui ne bougera plus ^^)

... tant que la définition de la seconde ne bougera pas. La seule chose qui ne peut pas bouger dans le système actuel des unités c'est la vitesse de la lumière dans le vide.

[Pio2001]

C'est pas faux... la seconde commence à casser les pieds à certains à cause de ces "secondes intercalaires" qu'on rajoute de temps en temps le 31 décembre à minuit. Mais pour le moment il n'est pas question de redéfinir la seconde. On suggère du bout des lèvres d'envisager peut-être la possibilité de cesser d'intercaler ces secondes dans le temps universel et de laisser celui-ci dériver par rapport au temps solaire.

Il y a une dernière unité qui n'est définie que par un étalon, c'est le kilogramme. Il paraît que cela fait 64 ans que le coffre où l'étalon original est enfermé n'a pas été ouvert.

[A voir en vidéo sur Futura]

[JPL]

Il y a un projet pour le remplacer par la masse d'un nombre précis d'atomes de silicium. En effet connaissant la masse atomique et la maille du réseau de silicium cristallin ultra-pur on peut en déduire théoriquement les dimensions précises d'une sphère de 1kg qui pourrait être reproduite dans tout laboratoire de métrologie bien équipé, indépendamment de la comparaison avec une masse de référence en platine iridié, comme maintenant. Mais dans la pratique c'est loin d'être gagné.

Une autre définition possible totalement différente que je n'ai pas la compétence pour expliquer pourrait être la suivante, d'après Wikipedia :

Depuis que le SI a défini les valeurs des constantes de Josephson (CIPM (1988) Recommandation 1, PV 56; 19) et von Klitzing (CIPM (1988), Recommandation 2, PV 56; 20), il est possible de combiner ces valeurs (KJ ≡ 4,835 979×10+14 Hz/V et RK ≡ 2,581 280 7×10+4 Ω) avec la définition de l’ampère afin de définir le kilogramme comme ceci :

« Le kilogramme est la masse qui subirait une accélération de précisément 2×10-7 m/s2 lorsqu’elle est soumise à la force par mètre entre deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de section circulaire négligeable, placés à une distance d’un mètre l’un de l’autre dans le vide, et à travers desquels passe un courant électrique constant d’exactement 6,24150962915265×1018 charges élémentaires par seconde. »

Ces unités sont aussi utilisées en physique relativiste comme unités d’énergie (via la relation E=mc2).

Il est possible que, lors de la prochaine convention du BIPM, le gramme soit défini comme unité dérivée, et la valeur de la constante de Planck (h) soit figée à : 6,62606901×10-34 J⋅s.

[SunnySky]

« Le kilogramme est la masse qui subirait une accélération de précisément 2×10-7 m/s2 lorsqu’elle est soumise à la force par mètre entre deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de section circulaire négligeable, placés à une distance d’un mètre l’un de l’autre dans le vide, et à travers desquels passe un courant électrique constant d’exactement 6,24150962915265×1018 charges élémentaires par seconde. »

Cette définition m'apparaît intéressante mais elle remet aussi en question la définition de l'ampère.

Actuellement l'ampère est une unité de base. C'est le courant constant qui permet à 2 fils infiniment longs distants d'un mètre d'exercer une force électromagnétique l'un sur l'autre de 2x10^-7 N/m (valeur exacte par définition).

Le coulomb en est dérivé: c'est la charge qui passe en un point de parcours en 1 seconde lorsque le courant est de 1 A.

On a compté les charges élémentaires dans un coulomb et ça donne 6,24...x10¹⁸. Techniquement on pourrait imaginer que cette valeur soit réévaluée si on arrive à la mesurer avec plus de précision. Ce nombre n'est donc pas un nombre exact, c'est une valeur mesurée.

La nouvelle définition du kg inverserait les choses: le 6,24...x10¹⁸ deviendrait un nombre exact par définition, le coulomb serait alors défini et l'ampère serait dérivé du coulomb. Le 2x10^-7 deviendrait alors une valeur mesurée.

Personnellement cela me sourit. Ce serait tout à fait cohérent avec la mole et il me semble beaucoup plus logique de fixer le nombre d'électrons dans un coulomb que de fixer la valeur de 2x10^-7 de la définition actuelle.

Je vote pour ce changement. Pour ce que mon vote vaut...

[invite0b9c6de3]

Merci pour vos réponses, même si je n'ai rien compris au dernier message