Les grandeurs, les dimensions des objets de l'Univers

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1 Les grandeurs, les dimensions des objets de l'Univers
Les grandeurs, les dimensions des objets de l'Univers. Les puissances de dix

2 Objets de dimension subatomique les quarks
mètre =  1 femtomètre = 0, m C'est la taille des protons et des neutrons . Ces particules du noyau atomique sont elles même composées chacune de 3 quarks qui sont les particules élémentaires. Les quarks sont considérés comme ponctuels. Le proton et le neutron sont formés de l’association de 3 quarks Quark Fraction de charge Down d -1/3 Up u +2/3 Strange s Charmed c Bottom b Top t

3 Objets de dimension atomiques
= 100 picomètres Ordre de grandeur des atomes : de 150 à 300 pm de rayon (anciennement les physiciens nommaient la distance de 100 pm = 1 Angström) Pourquoi le dessin ci-dessus est-il est une représentation « naïve » ?

4 Objets de taille nanométrique
10 -9 mètre = 1nanomètre (nm) = 0, m Largeur de la double hélice d' A.D.N. Le « moteur » ci-dessous peut tourner à 30 t/s sous l’effet d’un champ électrique. Le rotor est accroché sur un nanotube de carbone de 3nm de diamètre  (University of California, Berkeley 2003) EXERCICES: Pourquoi parle-t-on de nanotechnologies pour désigner des techniques avancées de fabrication en micro-mécanique ou en micro-biologie ?  La longueur d’onde de la lumière visible est située entre 400 nm (violet) et 800 nm (rouge), pourquoi ne peut-on pas visualiser des objets nanométriques avec un microscope optique? 2 nm 500 nm

5 Objets de taille microscopique vus au microscope électronique
10 -7 mètre = 0,1 micromètre Détail d’une partie d’un animal que vous connaissez bien !

6 Objets de taille microscopique vus au microscope électronique
10 -6 mètre = 1 micromètre = 1µm Détail agrandie 10 fois par rapport à la photographie précédente d’une partie d’un animal que vous connaissez bien !

7 Objets de taille microscopique vus au microscope électronique
10 -5 mètre = 10 mm Entre des facettes se trouvent des cils qui donnent à cet animal des informations tactiles Les facettes sont des capteurs de lumière dans le domaine du visible et de l’ultraviolet (Longueur d’onde de la lumière visible entre 0,4 et 0,8 mm ; ultraviolet l< 0,4mm) 

8 Objets de taille microscopique vus au microscope électronique
10 -4 mètre =  100 mm L’oeil de cet animal est composé de centaines d’yeux plus petits. Chaque facette est une petite lentille tapissée de cellules sensibles à la lumière.

9 Objets de taille microscopique vus au microscope optique
10 -3 mètre = 0,001 mètre = 1 mm L’oeil de cet animal est composé de centaines de facettes 

10 Objets macroscopiques*
10 -2 mètre = 1cm = 0,01 mètre *macroscopique= qui peut être vu à l’œil nu.

11 Objets macroscopiques
10 -1mètre = 0,1 mètre

12 Objets macroscopiques
10 0 mètre = 1 mètre

13 Objets macroscopiques
10 1 mètres = 10 mètres

14 Objets macroscopiques
10 2 mètres = 100 mètres 

15 Objets macroscopiques vue aérienne
10 4 mètres = 10 km Une vue du C.E.R.N. où, après le LEP, se trouve en construction: le LHC ( Large Hadron Collider fin prévue en 2007) 10 km LHC 10 km LEP

16 Objets macroscopiques Image prise par un satellite
10 5 mètres = 100 km Echelle : Département/ Région LHC

17 Objets macroscopiques Image prise par un satellite
10 6 mètres = km Echelle : Pays LHC

18 La Terre planète du système solaire
Rayon de la Terre : environ: 6,4 x106 mètres ( Rayon équatorial km )   10 7 mètres = km  Echelle : Continent km EXERCICE: Combien mesure la circonférence de la Terre à l’équateur en km? Commentez la définition historique du mètre comme la « dix-millionième partie du quart du méridien terrestre » ( ARAGO XVIIIème siècle)

19 Le couple Terre-Lune dans le système solaire
10 9 mètres = km La Lune en orbite elliptique autour de la Terre. La Lune est située à environ km de la terre

20 Utilisation de distances exprimées en unité astronomique (u.a)
Le système solaire 10 13 mètres = km Le système solaire. Seule l’orbite de Pluton, qui n’a plus le titre de planète, est hors de l'image. Utilisation de distances exprimées en unité astronomique (u.a)

21 La banlieue du système solaire ceinture de Kuiper et Nuage de Oort
10 16 mètres = km Notre système solaire est entouré d’un halo de matière sombre. Des milliards d’objets de quelques mètres à plusieurs centaines de km de diamètre gravitent très lentement autour du soleil avec des trajectoires chaotiques.   (Certains d’entre eux sont des comètes.) Utilisation de distances exprimées en année lumière (a.l) 1016 mètres

22 Notre galaxie (du grec « galaktos »)
10 20 mètres = km Notre galaxie :  La Voie Lactée Soleil C 10 20 mètres

23 Notre Univers proche : un amas de galaxies
Si nous nous trouvions à plus de dix millions d'années de lumière de la Terre, nous verrions à peu près ceci : notre galaxie au milieu d’un amas de galaxies. (Image prise par le satellite Hubble.) 1023 m Le diaporama provient en partie du CERN, ( certaines images ont été changées ou ajoutées (micromoteur de 500nm de Berkeley , galaxies : NASA , orbites du systeme solaire CELESTIA...)