Toute science est basée sur des calculs et des mesures. De la longueur d'une liaison covalente à la vitesse de la lumière jusqu'au LD50 (dose létale médiane) d'une substance nocive - les mesures sont un élément essentiel de tout ce que nous faisons. Alors qu'aujourd'hui presque tout le monde utilise le système international d'unités, cela n'a pas toujours été aussi simple.
Les unités SI forment la base de presque toutes les unités scientifiques d'usage courant et, afin de maximiser la cohérence, celles-ci ont été affinées de manière à être basées uniquement sur des constantes naturelles.
Un ensemble de sept unités comprend les unités de base SI et à partir de celles-ci, de nombreuses autres peuvent être dérivées de manière cohérente. Ces unités de base sont :
Combinées, elles constituent 22 unités SI dérivées avec des noms et des symboles uniques (tels que hertz, watts et degrés Celsius) et plus de 50 quantités dérivées d'une combinaison d'unités dérivées SI et nommées.
La science essaie toujours d'affiner et de comprendre le monde physique de manière plus précise. Pour ce faire, l'utilisation d'unités précises est essentielle. En 2019, quatre des unités SI ont été redéfinies par le National Institute of Standards and Technology (NIST) pour mieux refléter le monde naturel. Celles-ci ont maintenant été mises à niveau à partir de mesures inexactes ou fluctuantes pour être basées sur des constantes physiques invariantes, telles que les constantes de Boltzmann, Planck et Avogadro, ainsi que la vitesse de la lumière et la fréquence de transition atomique.
Auparavant, les unités de Kelvin étaient relatives à la température du point triple de l'eau. Cependant, cela était autoréférentiel car le point triple était lui-même défini sur l'échelle Kelvin.
Le kilogramme était le dernier objet physique restant utilisé pour définir une unité de mesure, qui était sujette à la variance car elle était constituée de matière. Le prototype international du kilogramme était un objet de la taille d'une balle de golf en platine et en iridium qui était utilisé pour calibrer tous les autres étalons de kilogramme.
Avant la révision de 2019, une taupe était relative au kilogramme. Il a été défini comme une quantité égale au nombre d'atomes dans 0.0012 kilogramme de carbone 12, qui s'alignerait théoriquement sur la constante d'Avogadro, si le kilogramme était également constant. À partir de 2019, le kilogramme avait été redéfini, mais par souci de cohérence, la taupe a été mise à jour pour être définie uniquement par rapport à la constante d'Avogadro.
L'ampère est une unité légèrement plus complexe, désormais définie comme un nombre de coulombs par seconde (le coulomb étant désormais défini par la charge élémentaire). L'ancienne compréhension de l'ampère était défectueuse en raison de son incapacité à être réalisée expérimentalement. Il a été calculé à l'origine comme le courant qui produirait une force donnée à partir de deux conducteurs parallèles de longueur infinie, distants d'un mètre dans le vide. En raison d'un manque de conducteurs de longueur infinie, cela n'était pas pratique comme définition de travail.
Bien que nous ayons aujourd'hui un système complet et cohérent avec les unités SI standardisées, il existe de nombreuses unités non SI étranges et merveilleuses qui sont parfois encore utilisées. Ils ne sont pas nécessairement construits pour la précision comme les unités SI que nous connaissons et aimons, mais ils conviennent à des fins plus pratiques, comme pour des raisons d'héritage, d'humour ou simplement de facilité d'échelle. Celles-ci ne sont souvent pas entièrement cohérentes avec d'autres mesures, mais sont néanmoins utiles.
Souvent utilisé dans le journalisme, un Piscine olympique est un comparateur pour les grands volumes d'eau comme les inondations. Il est également défini par le NIST comme 1 million de litres d'eau. Une piscine olympique mesure 50 mètres sur 25 mètres en surface, cependant il n'y a pas de profondeur officielle pour les piscines olympiques. Beaucoup ont 2 mètres de profondeur, ce qui équivaut à environ 2.5 millions de litres d'eau.
A Sydharb est un volume équivalent au volume d'eau présent dans le port de Sydney en Australie, soit environ 562 gigalitres, soit 238,000 XNUMX piscines olympiques.
A barbe-seconde est une unité de distance inspirée de l'année-lumière, mais pertinente pour les très petites distances. Il est défini comme la durée de croissance moyenne d'un poil de barbe en une seconde, soit environ 5 nanomètres.
Utilisé pour mesurer la taille des chevaux dans certains pays, un main est une mesure d'exactement quatre pouces, soit 10.16 cm. De même, un cheval— utilisé pour mesurer les distances dans les courses de chevaux — équivaut à environ 2.4 mètres.
Lorsque les valeurs de masse deviennent trop importantes pour être visualisées au-delà de l'échelle de notre Terre, il est utile d'utiliser un comparateur différent qui peut avoir plus de poids (au sens propre et figuré). Une Jupiter est d'environ 1.9 x1027 kg ou un millième de la masse de notre soleil.
Alors qu'une année-lumière mesure la distance, le physicien russe George Gamow a voulu inverser la procédure pour mesurer le temps nécessaire à la lumière pour parcourir une certaine distance. Cela a dérivé des unités de temps telles que le mille-lumière et par pied léger. Un pied léger équivaut à environ une nanoseconde.
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Sources:
