Exploration de l'espace/Mesurer les objets de l'univers

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Description de l'atome

Taille de l'atome

• La plus petite graduation sur une règle est un millimètre.
• La longueur 1000 fois plus petite qu'un millimètre s’appelle un micromètre (1 µm = $10^{-6}$ m) : c’est la taille d'une cellule.
• La longueur 10 000 fois plus petite qu'un micromètre est $10^{-10}$ m : c’est la taille d'un atome.
• La longueur 100 000 fois plus petite que la taille d'un atome est de $10^{-15}$ m : c’est la taille d'un noyau atomique (nucléus).

Les atomes sont des sphères dans lesquelles on trouve un noyau qui est 100 000 fois plus petit et autour duquel se déplacent des électrons chargés négativement.

Structure lacunaire de l'atome

• Notons Rn la taille d'un noyau et Ra la taille d'un atome, alors ${\frac {R_{a}}{R_{n}}}=10^{5}$.

La masse de l'atome est essentiellement concentrée dans le noyau et entre celui-ci et les électrons on trouve du vide : on dit que l'atome est lacunaire.

Distances astronomiques : l'année-lumière

Vitesse de la lumière

Le premier savant ayant mesuré la vitesse de la lumière est un danois appelé Röhmer. Le premier à en avoir donné une valeur précise est le français Fizeau en 1849.

• La vitesse de la lumière dans l'air et dans le vide est de c = 300 000 km/s = $3.10^{8}m/s$

Remarque : C'est une vitesse limite c'est-à-dire que c’est la vitesse la plus grande que l’on connaisse. Toutes les ondes électro-magnétiques se propagent à cette vitesse.

L'année lumière (a.l.)

Puisque les distances dans l'Univers sont gigantesques, on utilise une autre unité de longueur que le mètre : l'année lumière.

• Définition : L'année lumière correspond à la distance parcourue par la lumière en une année.
• 1 a.l. = d = c x t = 300 000 x 365,25 x 24 x 3600 = 9,46 x 10$^{1}$$^{2}$ km = 10 000 Tm

Distances dans le système solaire

Dans le système solaire, on utilise l'unité astronomique (U. A.) comme unité de longueur. Elle est égale à la distance moyenne entre la Terre et le Soleil.

• Distance Terre-Soleil = 150 millions de km.

Distances dans la Galaxie

Les étoiles que l’on voit à l'œil nu font partie de notre Galaxie : la Voie Lactée.

Il y a 200 milliards d'étoiles dans la Voie Lactée. L'étoile la plus proche du Soleil est Proxima du Centaure. Elle se trouve à 4,3 a.l. du Soleil.

La Voie Lactée mesure 100 000 a.l. de diamètre. Le système solaire se trouve à 30 000 a.l. du centre de notre Galaxie.

Univers

Il contient des milliards de galaxies et la plus proche de nous se nomme Andromède, qui se trouve à 2 millions a.l.