Physique et mesure : histoire et fonctionnement de la physique à travers la mesure et les unités

Auteur(s) :

Melzani, Mickaël Découvrir l'auteur

Résumé

Une introduction à la physique à travers l'histoire des diverses méthodes de mesure et de la structure des systèmes d'unités. ©Electre 2022

Éditeur(s)
- Ellipses
Date
- DL 2022
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (XVI-395 p.) : ill., couv. ill. en coul. ; 24 cm
Sujet(s)
ISBN
- 978-2-340-06866-7
Indice
- 53.1 Métrologie générale
Quatrième de couverture
- Physique et Mesure
  Histoire et fonctionnement de la physique à travers la mesure et les unités
  Qu'est-ce qu'une « grandeur physique » ? Comment définir une unité ? Que se passe-t-il lors de la redéfinition d'une unité ? Pourquoi sept unités de base et pourquoi le mètre, la seconde, l'ampère... Qui a inventé la notion d'unité absolue, de dimension, d'homogénéité ? Qu'entend-on par « constantes fondamentales » ? Comment sont-elles mesurées au plus haut niveau de précision ?
  Ce livre propose une étude des façons de mesurer, des unités, de la structure des systèmes d'unités et de leur histoire, afin de permettre une compréhension fine de ce qu'est « faire de la physique ».
  La première partie est une courte introduction à l'épistémologie de la physique. La seconde explique comment définir une unité et décrit les unités du Système international, en alternant entre éléments historiques et avancées récentes, avec l'importante réforme de 2019. La troisième partie pousse au bout l'étude de la structure d'un système d'unités et décortique ce qu'est une mesure. La quatrième retrace l'histoire des notions d'unité, de dimension, d'homogénéité et de grandeur physique, depuis les Grecs jusqu'à aujourd'hui.
Tables des matières
- - Physique et mesure
  - Histoire et fonctionnement de la physique à travers la mesure et les unités
  - Mickaël Melzani
  - Ellipses
  - Index thématiquexv
  - I Comment fonctionnent les sciences physiques ?1
  - Introduction2
  - 1 Structure et fonctionnement des sciences physiques 4
  - 1 Exemple introductif4
  - 2 Définitions de théorie, modèle, monde observé7
  - 3 Définition de grandeur physique et rôle de la mesure dans l'utilisation des théories10
  - 2 Les rôles de la mesure dans l'édification d'une théorie 17
  - 1 Elaboration du modèle ou de la théorie17
  - 2 Édification d'une théorie selon Maxwell19
  - 3 Puis selon T. Kuhn22
  - 4 Conclusion27
  - 3 Annexe : autour du diagramme des deux mondes 28
  - 1 Une hiérarchie des théories28
  - 2 Des exemples de diagrammes34
  - 3 Philosophons autour des deux mondes34
  - II Mesurer : définir, utiliser et redéfinir les unités41
  - Introduction42
  - 4 Comment définir une unité ? 45
  - 1 Le mécanisme général de définition45
  - 2 Quel type de grandeur physique peut-on fixer ?47
  - 3 Combien de valeurs numériques est-il possible de fixer ou faut-il fixer ?48
  - 4 Peut-on fixer des grandeurs physiques à la, valeur 1 ? Quelles unités obtient-on ?50
  - 5 Bilan : définition des unités dans les versions successives du SI51
  - 5 Le mètre : qu'est-ce qui motive la redéfinition d'une unité ? 55
  - 1 Avant la Révolution française, multiplicité et confusion55
  - 2 1791, le méridien terrestre et la longueur d'une barre57
  - 3 1960, la longueur d'onde du krypton61
  - 4 1983, la vitesse de la lumière62
  - 5 Conclusion63
  - 6 Liens entre définition et mise en pratique d'une unité 69
  - 1 Réalisation pratique d'une unité69
  - 2 Redéfinition d'une unité70
  - 7 Le kilogramme : exemple d'une redéfinition moderne 75
  - 1 La mesure des masses est ancienne75
  - 2 Le concept de masse en physique et les premières définitions du kilogramme77
  - 3 Mesures de h dans l'ancien système, puis nouvelle définition80
  - 4 Mesure des masses dans le SI d'après 201987
  - 8 Comment les constantes physiques sont-elles mesurées ? 90
  - 1 Mesure des masses molaires90
  - 2 Mesure des grandeurs physiques fondamentales, le travail du CODATA93
  - 9 La mole : une unité née de l'étude de la matière 99
  - 1 L'hypothèse atomique99
  - 2 De l'entrée dans le SI à la redéfinition de 2019104
  - 3 Redéfinition de 2019105
  - 4 Conséquence : une mesure indirecte de h avant 2019, une mesure indirecte de m_u après 2019105
  - 10 L'ampère : la question des unités indépendantes et naissance du SI 108
  - 1 La question d'une unité électrique indépendante des unités mécaniques, et naissance du SI108
  - 2 Entrée dans le SI et définition avec µ0 en 1954117
  - 3 L'ère quantique supplante le SI, les unités hors SI de 1990118
  - 4 Retour au SI avec la redéfinition de 2019119
  - 11 Le kelvin : les grandeurs sont avant tout définies par la théorie 125
  - 1 L'invention du concept de température126
  - 2 Mesurer la température137
  - 3 Redéfinition de 2019140
  - 12 La seconde : l'unité ultime 148
  - 1 Prélude : on a toujours mesuré le temps148
  - 2 La quête de précision152
  - 3 Synchronisation du temps154
  - 4 Le temps atomique156
  - 13 Epilogue : qu'est-ce qu'une constante fondamentale ? 159
  - 1 Des grandeurs physiques plus fondamentales que d'autres160
  - 2 Les constantes fondamentales161
  - 3 Les paramètres libres166
  - Conclusion de la partie II172
  - III Structure des systèmes d'unités et de grandeurs173
  - Introduction174
  - 14 Nature des grandeurs, dimension, homogénéité 176
  - 1 Nature d'une grandeur176
  - 2 Autour de la mesure : étalon, unités177
  - 3 ... puis dimension et homogénéité183
  - 15 Grandeurs de base et dérivées : structure dimensionnelle 186
  - 1 Exemple introductif186
  - 2 Définitions des grandeurs de base et dérivées187
  - 3 Exemples de choix des grandeurs de base193
  - 4 Bilan199
  - 16 Grandeurs primaires et secondaires : procédures de mesure 202
  - 1 Comment les grandeurs sont-elles définies ?202
  - 2 Opérations de mesure des grandeurs primaires, propriétés en découlant205
  - 3 Comment savoir si une grandeur est primaire ou secondaire ?211
  - 4 Exemples dans le cadre des SI successifs216
  - 5 Implications sur la façon de mesurer les grandeurs218
  - 6 Bilan222
  - 17 Suite de l'épilogue sur ce qu'est une constante fondamentale 223
  - 1 Discussion sur la disparition des constantes223
  - Conclusion de la partie III229
  - 18 Annexe : exemples de systèmes de grandeurs231
  - 1 Systèmes de grandeurs en mécanique231
  - 19 Annexe : le théorème de Vaschy-Buckingham 240
  - 1 Un exemple simple241
  - 2 Enoncé et démonstration générale243
  - 3 Commentaires245
  - 4 Brève histoire (1878-1922)248
  - IV Histoire du concept de grandeur physique251
  - Introduction252
  - 20 Repères chronologiques 254
  - 1 Découpage chronologique254
  - 2 Les deux révolutions modernes et le rôle de la mesure257
  - 3 Physique mathématique ou expérimentale258
  - 4 Bibliographie261
  - 21 Introduction par un exemple : une démonstration de Galilée 266
  - 22 Le langage de la physique : de la géométrie (-350-1800) 271
  - 1 Les racines grecques271
  - 2 Monde arabe, Moyen Âge : quelques progrès286
  - 3 Une utilisation puissante par les physiciens modernes289
  - 4 Puis un déclin jusque vers 1800298
  - 23 ... à l'algèbre (vers une domination entre 1700 et 1800) 299
  - 1 Introduction et vocabulaire299
  - 2 Procédures de résolution dans l'Antiquité301
  - 3 Monde arabe : naissance de l'algèbre302
  - 4 Renaissance (1500-1600)303
  - 5 Descartes : introduction sérieuse de l'algèbre en physique (1637)307
  - 6 Fin de partie pour la géométrie non métrique : Euler, Lagrange, Laplace311
  - 24 De la géométrie à l'algèbre : l'exemple du concept de vitesse 314
  - 1 Parenthèse : vitesse instantanée ou moyenne315
  - 2 Du langage des proportions au langage algébrique avec égalités vraies316
  - 3 Un obstacle sur la route de l'algébrisation : le ratio hétérogène323
  - 4 La question de l'unité absolue de vitesse325
  - 5 Cas d'autres grandeurs et conclusion327
  - 25 Naissance des systèmes d'unités absolues (1800-1900) 328
  - 1 L'influence de la réforme métrique et la nouvelle culture métrologique329
  - 2 Unités absolues en mécanique330
  - 3 Fourier et son système d'unités absolues, dimension et homogénéité333
  - 4 Les unités absolues au cour de la mathématisation de l'électromagnétisme338
  - 5 Biot, 1816 : un traité presque actuel345
  - 6 Acceptation tardive en mécanique rationnelle346
  - 26 Vers la notion actuelle de grandeur (1820-2000) 350
  - 1 Émergence des notions de dimension et d'homogénéité350
  - 2 L'algèbre des grandeurs355
  - 3 Controverses sur le statut des grandeurs359
  - 27 Les réflexions sur l'algèbre des grandeurs et la mesure (1887-...) 365
  - 1 Épistémologie de la mesure365
  - 2 Formalisation de l'algèbre des grandeurs371
  - Conclusion de la partie IV372
  - Conclusion générale374
  - Lexique377
  - Bibliographie379
  - Index389
Origine de la notice:
- Abes ;
- Electre