T.P.1 Description de l'Univers

 

1. Chiffres Significatifs (C.S.)

 

La longueur L d'un objet métallique est mesurée avec 3 instruments différents.

 

instrument	photo	L mesuré	nombre de C.S.
règle		L = 6 cm	1 C.S.
décimètre		L = 6,1 cm	2 C.S.
pied à coulisse		L = 6,15 cm	3 C.S.

 

Remarque :

le chiffre des dixièmes de mm est obtenu en considérant les graduations alignées dans la fenêtre de lecture

 

Conclusion: Le nombre de chiffres significatifs augmente avec la précision de la mesure.

 

2. Balade dans l'Univers

 

Les télescopes permettent d'explorer de la Terre à l'infiniment grand.

En voici quelques étapes :

 

La Lune		La Lune est le satellite de la Terre. Elle est formée de minéraux.
Le Soleil		Le Soleil est l'étoile la plus proche de la terre. Il est formé de gaz très chaud.
Des étoiles		Ces étoiles sont celles de la constellation de la Grande Ourse. Ce sont des étoiles semblables au Soleil, mais beaucoup plus éloignées ...
Notre Galaxie		Les milliers d'étoiles visibles dans la Voie Lactée sont la partie visible de notre Galaxie.
Une galaxie		Une galaxie (souvent de forme spirale) est composée d'environ une centaine de milliards d'étoiles.
Un amas de galaxies		Un amas de galaxies peut être formé d'un très grand nombre de galaxies "voisines" !

 

De même, les microscopes permettent d'explorer l'infiniment petit.

 

Une fleur		Une fleur est formée de cellules.
Des cellules		Une cellule est formée de molécules.
Une molécule		Une molécule est formée d'atomes.
Des atomes		Un atome est formé d'un noyau et d'électrons.

 

 

3. Ordres de grandeur des dimensions dans l'Univers

 

Les très grandes ou très petites distances sont exprimées avec la notation scientifique.

L'ordre de grandeur d'une distance est égal à la puissance de 10 la plus proche.

 

 

Distance	Valeur	Ordre de grandeur
rayon d'un atome d'hydrogène	5,3 . 10-11 m	10-10 m
longueur d'une cellule végétale	15 μm = 15 . 10-6 m	10-5 m
longueur d'un stylo	13 cm = 13. 10-2 m	10-1 m
hauteur de la Tour Eiffel	320 m	102 m
rayon de la Terre	6400 km = 6,4 . 106 m	107 m
distance Terre - Lune	380 000 km = 3,8 . 108 m	108 m
distance Terre - Soleil	150 millions de km = 1,50 . 1011 m	1011 m
distance Galaxie d'Andromède	2 . 1019 km	1022 m

 

4. Mettre l'infiniment petit à notre échelle

 

Si on représentait le noyau d'un atome d'hydrogène par une balle de ping-pong, l'électron devrait être à 1,1 km.

 

	rayon du noyau	distance de l'électron
distance réelle	1,0 . 10-15 m	5,3 . 10-11 m
représentation	2 cm = 2 . 10-2 m	1,1 . 103 m = 1,1 km

 

Si on représentait l'atome d'hydrogène sur une page de cahier de largeur 21 cm, le noyau devrait mesurer 4 μm (ce qui est impossible à voir à l'oeil nu).

 

	rayon du noyau	distance de l'électron
distance réelle	1,0 . 10-15 m	5,3 . 10-11 m
représentation	4 . 10-6 m = 4 μm	21 cm = 21 . 10-2 m