Seconde
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La seconde est l'unité de mesure du temps du système international, de symbole s.
Le terme provient de la francisation écourtée de l'expression latine minutum secunda (latin médiéval), qui signifiait littéralement minute de second rang, c’est-à-dire seconde division de l'heure.
L'événement le plus court jamais enregistré à ce jour l'a été au Max Planck Institute : la durée du trajet d'électrons excités par les impulsions de 250 attosecondes d'un laser à ultra-violets ; position mesurée toutes les 100 attosecondes (information parue dans la revue Nature en février 2004).
Pour avoir une meilleure idée de la prouesse, dans le modèle d'atome d'hydrogène de Niels Bohr, l'orbite d'un électron autour du noyau dure 150 attosecondes (mais les modèles atomiques actuels considèrent que l'électron ne tourne pas ; cf atome).
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La seconde, étalon de mesure du temps
La définition de la seconde, l' unité SI du temps, a été définie selon les possibilités techniques de chaque époque.
- Elle a d' abord été définie comme une fraction du jour solaire terrestre moyen (1/86 400)
- En 1960, pour tenir compte des irrégularités du mouvement de la terre, elle a été définie comme une fraction de l' année tropique 1900, soit 1/31 556 925,9747
- Depuis la 13e Conférence générale des poids et mesures, la seconde n'est plus définie par rapport à l'année, mais par rapport à une propriété naturelle de la matière ; cette unité de base du système international a été définie en 1967 dans les termes suivants :
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.
- Lors de sa session de 1997, le Comité international a confirmé que :
- Cette définition se réfère à un atome de césium au repos, à une température de 0 K.
La seconde, étalon de mesure du temps, est ainsi un multiple de la période de l'onde émise par un atome de césium 133 lorsqu'un de ses électrons change de niveau d'énergie.
Les scientifiques disposent ainsi d'une précision allant jusqu'à la 10e décimale (10-10). Et comme les lois de la physique sont partout les mêmes, avec cette définition, on peut dorénavant obtenir la durée exacte d'une seconde où que l'on soit dans l'Univers.
L'intérêt de l'utilisation des caractéristiques atomiques de la matière est de deux ordres :
- la durée de l'année terrestre varie en fonction de nombreux facteurs (notamment, l'influence de lune et la dérive des continents) ;
- l'utilisation d'horloges atomiques pour mesurer le temps.
L'utilisation de l'atome de calcium, à la place de celui du césium, permet des mesures de temps encore plus précises, de l'ordre de 100 000 fois.
Multiples et sous-multiples
Les multiples de la seconde en usage avec le système international (tableau VIII) sont :
- la minute, de symbole min, dont la durée est de 60 secondes ;
- l'heure, de symbole h, dont la durée est de 60 minutes, soit 3600 secondes ;
- le jour, de symbole d, dont la durée est de 24 heures, soit 86400 secondes (cette durée correspond approximativement à celle d'un jour solaire).
Les préfixes du système international permettent également de créer des multiples décimaux de la seconde (peu usités), comme la kiloseconde (ks), la mégaseconde (Ms) ou la gigaseconde (Gs).
| milliseconde | 1 ms = 10-3 s |
| microseconde | 1 µs = 10-6 s |
| nanoseconde | 1 ns = 10-9 s |
| picoseconde | 1 ps = 10-12 s |
| femtoseconde | 1 fs = 10-15 s |
| attoseconde | 1 as = 10-18 s |
Estimation
Il est souvent utile d'estimer un intervalle de temps, lorsqu'on est dépourvu de la possibilité d'utiliser une montre ou un chronomètre.
Exemples d'utilités
- Estimer la durée du balancement d'un pendule (exemple historique !)
- Estimer la distance de sécurité entre son véhicule et celui qui nous précède. (Voir sécurité routière)
Méthodes
- Compter avec son pouls (exemple historique précédemment cité !)
- Prononcer un phrase ou un expression. Ainsi les français comptent les Y ("Un I grec, deux I grecs..."), et les étatsuniens comptent les Mississipi ("Un Mississipi, deux Mississipi.")
Article détaillé: Ordre de grandeur (temps)
