ENSEIGNEMENT DE PHYSIQUE

1. ENSEIGNEMENT DE PHYSIQUE Enseignant : Gildas MERRIEN gildas.merrien@univ-brest.fr Bureau 207

2. Enseignement de physique : Au semestre 1 : unité d’enseignement 1.1 (U.E.1.1) M.1.1.2 : physique 12 h cours 12 h travaux dirigés 12 h travaux pratiques Au semestre 2 : unité d’enseignement 1.2 (U.E2.1) M.2.12. : physique appliquée 12 h cours 12 h travaux dirigés 12 h travaux pratiques

3. Thèmes : Optique, thermodynamique, électricité

4. Pour récupérer les documents de cours sur internet : http://pagesperso.univ-brest.fr/~gmerrien

5. INTRODUCTION : UNITÉS ET GRANDEURS

6. En sciences expérimentales, rôle crucial de la mesure.

7. En sciences expérimentales, rôle crucial de la mesure. On mesure une grandeur X

8. X = 121, 334

9. X = 121, 334 N’A DE SENS QUE SI L’ON AFFECTE UNE UNITÉ AU RÉSULTAT

10. Communication entre scientifiques. • Sécurité du citoyen. • Production industrielle. • Commerce.

11. 1. Historique : la longue marche vers un système cohérent d’unités.

12. Vers 3400 – 3100 avant J.C. : émergence de l’état sumérien. Vers 3150 avant J.C. : émergence de l’état égyptien.

13. Invention de l’écriture et nécessité d’unités : • Surfaces agricoles • Calendrier et temps • Masses et volumes Scribe sumérien Scribe égyptien

14. Unités d ’abord basées sur l’homme : • Distance en jours de marche • Surface en journée de labour

15. À mesure que la société se complexifie, nécessité de standardisation. • Le gur, unité de volume fixée par le roi Narâm Sin (-2254 ; -2218) pour unifier son royaume. • Le deben, unité de masse des égyptiens, utilisée pour rémunérer les ouvriers en grain.

16. Jusqu’au XVIIIè siècle, les unités sont liées à l’autorité politique.

17. En 1795 en France : 700 unités.

18. En 1795 en France : 700 unités. Par exemple pour la distance : Le doigt, la palme, le pied, la coudée, le pas, la brasse, la toise…

19. En 1795 en France : 700 unités. Par exemple pour la distance : Le doigt, la palme, le pied, la coudée, le pas, la brasse, la toise… Leur valeur peut varier selon la province, la ville, la décision du seigneur, l’objet mesuré (surface des planchers en pieds carrés, des tapis en aunes carrées).

20. Obstacle majeur à la communication !

21. XVIIIè siècle : philosophie des Lumières. Idée de Condorcet : établir l’invariabilité des mesures en les rapportant à des étalons basés sur des phénomène physiques.

22. XVIIIè siècle : philosophie des Lumières. Idée de Condorcet : établir l’invariabilité des mesures en les rapportant à des étalons basés sur des phénomène physiques. Ainsi, chaque nation pourrait l’adopter, le système étant basé sur des phénomènes universels.

23. XVIIIè siècle : philosophie des Lumières. Idée de Condorcet : établir l’invariabilité des mesures en les rapportant à des étalons basés sur des phénomène physiques. Ainsi, chaque nation pourrait l’adopter, le système étant basé sur des phénomènes universels. Marie Jean Antoine Nicolas de Caritat, marquis de Condorcet (1743-1794), mathématicien et philosophe.

24. 14 juillet 1789 : Révolution française et climat de réforme générale en France.

25. 16 février 1791 : définition du mètre : la dix millionième partie du quart du méridien terrestre. Laplace (1749-1827) Lagrange (1749-1827) Borda (1733-1799) Monge (1746-1818) La commission du mètre

26. Définir le mètre = définir les unités dérivées. Surface, volume…

27. Un étalon choisi : il faut le mesurer Il a fallu mesurer le méridien terrestre.

28. Un étalon choisi : il faut le mesurer Il a fallu mesurer le méridien terrestre.

29. 18 germinal an III (7 avril 1795) : la Convention vote le système métrique décimal. 1799 : premier étalon du mètre et du kilogramme. Étalon actuel du kilogramme

30. Le système métrique, du fait de son universalité et de la révolution industrielle se diffuse hors de France.

31. Dans les années 1860, de très nombreux pays ont déjà adopté le système.

32. Dans les années 1860, de très nombreux pays ont déjà adopté le système. Problème pratique : ils dépendent de la France où sont les étalons.

33. 1875 : conférence internationale • Création du Bureau International des Poids et Mesures. • Signature de la convention du mètre

34. Les états fondateurs de la Convention

35. Rôle initial du B.I.P.M. : réaliser des étalons de longueur et de masse.

36. LE B.IP.M. effectue cependant des travaux sur la fiabilité des mesures et les constantes physiques.

37. LE B.IP.M. effectue cependant des travaux sur la fiabilité des mesures et les constantes physiques. Ils aboutissent au Système International d’unités (S.I.)en 1960.

38. 2. Dimension d’une grandeur.

39. Toute grandeur peut s’exprimer en fonction des sept grandeurs de base du système international

41. Toutes les autres unités sont des unités dérivées de ces sept unités.

42. Toutes les autres unités sont des unités dérivées de ces sept unités. Le volume est une unité dérivée de la longueur.

43. Toutes les autres unités sont des unités dérivées de ces sept unités. Le volume est une unité dérivée de la longueur. La vitesse est une unité dérivée de la longueur et du temps.

44. Toute grandeur X peut donc s’exprimer selon : [X] =MaLbTcIdΘeNfJg

45. Exemples

46. 3. Les unités de base du système international.

47. 7 grandeurs de base = 7 unités de base