LE TEMPS ET SA MESURE

1. La seconde, unité SI de temps I. LA MESURE DES DURÉES 1. La seconde, unité SI de temps

1. La seconde, unité SI de temps Par définition, une durée est l’intervalle de temps qui sépare deux événements. L’unité du système international est la seconde Comment est-elle définit ?

1. La seconde, unité SI de temps La mesure des durées nécessite la détermination d’un étalon de durée (comme le mètre pour les longueurs). Le meilleur est le plus régulier. Elle est définit à partir des caractéristiques d’une raie d’émission de l’atome de césium 133. la seconde équivaut à la durée de 9192931770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de césium 133.

2. Les phénomènes périodiques Qu’est-ce qu’un phénomène périodique ? Un phénomène est périodique s’il se répète identique à lui-même au cours du temps. Exemples : succession du jour et de la nuit, le mouvement du pendule…

2. Les phénomènes périodiques Sa période T est la durée séparant deux répétitions successives. La fréquence f d’un phénomène périodique est l’inverse de la période, c’est le nombre de répétitions du phénomène par seconde. f s’exprime en hertz et T en seconde.

II. LES PHÉNOMÈNES ASTRONOMIQUES

1. Les jours Le jour solaire est la durée séparant deux passages successifs du Soleil par le méridien local (d’où l’expression : « chacun voit midi à sa porte »).

2. Les saisons et les lunaisons L’alternance des saisons est due à la rotation de la Terre autour du Soleil et à l’inclinaison de son axe sur le plan de l’écliptique. La durée d’un tour complet de la Terre autour du Soleil définit l’année solaire (1 an = 365,242 jours) La succession des phases de la Lune est due à la rotation de la Lune autour de la terre. Sa période de rotation est appelée lunaison ou mois lunaire 29,5 j environ

3. Les calendriers Le calendrier adopté de nos jours est le calendrier grégorien

III. LES INSTRUMENTS DE MESURES DES DUREES

1. Gnomon et cadran solaire Les deux se servent du mouvement de l’ombre d’une tige avec le Soleil

2. Les systèmes à écoulement Horloge à eau ou clepsydre (3000 av J.C.) Sablier (introduit en Europe au Moyen Âge)

3. Les horloges mécaniques Elles apparaissent dès la fin du Moyen Âge ; elles sont animées par la chute verticale d’un poids, régularisée par un mécanisme. Un progrès considérable est réalisé au 17ème avec l’invention du balancier. La période des oscillations d’un pendule oscillant avec une faible amplitude constitue un étalon de durée. Il suffit de compenser l’amortissement sans modifier la période (mis au point par Huygens 1629-1695).

3. Les horloges mécaniques

L’échappement à ancre

L’échappement à ancre

L’échappement à ancre

4. l’horloge à quartz Dans le cas de l’horloge à quartz, l’oscillateur est un cristal de quartz. Lorsque le cristal est excité de manière convenable, il se déforme et il apparaît une tension électrique entre certains points de sa surface, de fréquence déterminée, qui alimente un circuit électronique. La pile entretient les vibrations du quartz.