C'est quoi la Physique?
Selon le dictionnaire Le Robert,
"La physique est une science qui étudie les propriétés générales de la matière et établit des lois qui rendent compte des phénomènes matériels."
En observant comment la nature fonctionne, que ce soit à très petite échelle pour les particules ou à grande échelle pour les galaxies et même l'Univers, les physiciens essayent de trouver des lois mathématiques qui décrivent leurs observations. Inversement, les physiciens théoriciens essayent de prédire des événements grâce à des raisonnements logiques qui doivent ensuite être vérifiés par des expériences. La physique est continuellement remise en question afin d'évoluer vers la vérité la plus générale.
Système International d'unités (SI)
Afin que tous les scientifiques puissent communiquer entre eux et se comprendre facilement, il est nécessaire d'utiliser des unités communes bien définies afin de comparer les résultats d'expériences. Depuis 2018, les sept unités de bases ont été redéfinies à partir des constantes fondamentales.
Définition du mètre (m)
Le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 de seconde.
(\(c\) = 299’792’458 m/s étant la vitesse de la lumière dans le vide)
Définition de la seconde (s)
La seconde est la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133 non perturbé.
(\(\Delta \nu_{Cs}\) = 9 192 631 770 Hz étant la fréquence de la transition hyperfine de l’état fondamental de césium 133)
Définition du kilogramme (kg)
Le kilogramme est défini en fixant la valeur numérique de la constante de Planck à exactement 6,626 070 15 × 10⁻³⁴ (J·s), en utilisant les unités du Système international : le mètre, la seconde et le kilogramme.
Notation scientifique
Pour écrire de grands nombres, ou au contraire des petits, la notation scientifique est utile car elle permet en un coup d'oeil de déterminer l'ordre de grandeur du nombre.
Et en plus, elle prend moins de place.
La notation scientifique est de la forme
\[ a \cdot 10^n\]
avec \(a\) un nombre positif ou négatif dont la valeur absolue est telle que \(1 \le a <10\) et \(n\) est un nombre entier relatif.
Exemples
\(2'398'000'000 = 2,398 \cdot 10^9\)
\( 0,0000456 = 4,56 \cdot 10^{-5}\)
De plus, en permuttant les nombres, on peut effectuer des calculs plus efficacement en utilisant les propriétés des puissances.
Exemple
\[ \frac{4 \cdot 10^8 \cdot 3 \cdot 10^{-2}}{6 \cdot 10^{-5}} = \frac{4 \cdot 3 \cdot 10^8 \cdot 10^{-2}} {6 \cdot 10^{-5}} = 2 \cdot 10^{8+ (-2) - (-5)} = 2 \cdot 10^{11} \]
Chiffres significatifs
Les chiffres significatifs d’un nombre nous indiquent la précision de ce nombre. On voit bien cette précision en notation scientifique.
Exemples
\(2,398 \cdot 10^9\) a 4 chiffres significatifs
\( 4,56 \cdot 10^{-5}\) a 3 chiffres significatifs
Préfixes
Les échelles de l'Univers