Mètre
Un article de Vev.
Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 seconde.
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Historique
En 1668 le philosophe Anglais John Wilkins publie la description d'une mesure universelle, d'unités décimales, et dont la longueur fondamentale est de 38 pouces de Prusse (1 prussian inch = 26,15 mm), soit de 993,7 mm. Sept ans plus tard, le savant Italien Tito Livio Burattini publie en 1675 Misura Universale, ouvrage dans lequel il renomme la mesure universelle de Wilkins en mètre (metro cattolico) et la redéfinit comme étant la longueur d'un pendule qui oscille avec une demi-période d'une seconde, soit environ 993.9 mm actuels. Louis XVI va concrétiser une longue série de tentatives en signant le 8 mai 1790 le projet d'unification des poids et mesures du Royaume de France, proposé par Talleyrand. Suite au rapport du 19 mars 1791 de l'Académie des Sciences, et sur proposition du Chevalier Jean-Charles de Borda, le « mètre » de Burattini, est adopté comme unité de longueur. Auparavant, les longueurs étaient mesurées en référence à l'humain (le pouce, le pied, la toise) ; comme chaque être humain est différent, on prenait souvent comme référence le roi, ce qui était un symbole monarchique fort. Il fut donc décidé, afin de supprimer toute référence à un homme particulier et pour faciliter la diffusion du savoir, de choisir un étalon (modèle de mesure ou de poids qui sert de référence) non humain unique et d'utiliser des multiples et sous-multiples de 10. Exit ainsi le pied qui valait douze pouces.
En juin 1792 Jean-Baptiste Joseph Delambre est chargé de mesurer la distance entre Dunkerque et Rodez pendant que Pierre Méchain mesure celle de Rodez à Barcelone. Cela permettra d'établir précisément la valeur du mètre. En 1793, à Montjouy à Barcelone, Méchain détecte une incohérence entre les longueurs relevées et le relevé astronomique de la position des étoiles. La guerre franco-espagnole l'empêche de réitérer ses mesures. Cet écart (qui n'était en fait pas dû à une erreur de manipulation mais à l'incertitude des instruments utilisés) le plonge dans un profond trouble et il met tout en œuvre pour éviter de devoir rendre compte de ses travaux à Paris. En 1799, il se résigne à se rendre à une conférence internationale qui salue son œuvre scientifique. Il maquille alors ses résultats, ce qui rendra le mètre trop court de 0,2 mm. La « fraude » ne sera découverte par Delambre qu'en 1806, année où il réétudiera l'ensemble des résultats lors de la rédaction de Base du système métrique.
En 1889, le Bureau des poids et mesures redéfinit le mètre comme étant la distance entre deux points sur une barre d'un alliage de platine et d'iridium. Cette barre est toujours conservée à Sèvres en France.
En 1960, grâce à l'avènement des lasers, la 11e Conférence générale des poids et mesures (CGPM) définit le mètre comme 1 650 765,73 longueurs d'onde d'une radiation orangée émise par l'isotope 86 du krypton.
Enfin la conférence de 1983 se fonda sur la lumière et redéfinit le mètre comme étant la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 secondes. La vitesse de la lumière dans le vide étant la même en tout point (selon la théorie de la relativité), c'est une définition plus facile à communiquer et universelle. C'est surtout une distance plus facile à mesurer qu'une distance entre deux points, la seconde étant l'unité du Système international (SI) la mieux mesurée.
Relation avec d'autres unités de mesures
Il existe une relation entre l'unité de mesure (mètre), l'unité de masse (kilogramme), les unités de surface (mètre-carré) et les unités de volume (mètre-cube ou litre, utilisé souvent pour désigner le volume des liquides) :
- un mètre carré (m²) est la surface d'un carré dont chaque côté mesure un mètre ;
- un mètre cube (m³) est le volume d'un cube dont chaque arète mesure un mètre ;
- à l'origine, le kilogramme fut défini comme la masse d'un dm³ d'eau pure.
Quelques points de repères
- Un homme adulte mesure environ 1,7 m.
- La taille d'un pied est d'environ 0,30 m.
- On parcourt environ 5 000 m en une heure de marche.
- Un grand pas fait environ un mètre.
- Un pendule de 1 mètre de long effectue une oscillation complète (un aller-retour) en environ 2,0 secondes.
Multiples et sous-multiples du mètre
| 10 N | Nom préfixé | Symbole | Nombre en français | Nombre en chiffre |
|---|---|---|---|---|
| 1024 | yottamètre | Ym | Quadrillion | Modèle:Formatnum:1000000000000000000000000 |
| 1021 | zettamètre | Zm | Trilliard | Modèle:Formatnum:1000000000000000000000 |
| 1018 | examètre | Em | Trillion | Modèle:Formatnum:1000000000000000000 |
| 1015 | pétamètre | Pm | Billiard | Modèle:Formatnum:1000000000000000 |
| 1012 | téramètre | Tm | Billion | Modèle:Formatnum:1000000000000 |
| 109 | gigamètre | Gm | Milliard | Modèle:Formatnum:1000000000 |
| 106 | mégamètre | Mm | Million | Modèle:Formatnum:1000000 |
| 10³ | kilomètre | km | Mille | Modèle:Formatnum:1000 |
| 10² | hectomètre | hm | Cent | 100 |
| 101 | décamètre | dam | Dix | 10 |
| 100 | mètre | m | Un | 1 |
| 10-1 | décimètre | dm | Dixième | 0,1 |
| 10-2 | centimètre | cm | Centième | 0,01 |
| 10-3 | millimètre | mm | Millième | 0,001 |
| 10-6 | micromètre | μm | Millionième | 0,000 001 |
| 10-9 | nanomètre | Milliardième | 0,000 000 001 | |
| 10-12 | picomètre | pm | Billionième | 0,000 000 000 001 |
| 10-15 | femtomètre | fm | Billiardième | 0,000 000 000 000 001 |
| 10-18 | attomètre | am | Trillionième | 0,000 000 000 000 000 001 |
| 10-21 | zeptomètre | zm | Trilliardième | 0,000 000 000 000 000 000 001 |
| 10-24 | yoctomètre | ym | Quadrillionième | 0,000 000 000 000 000 000 000 001 |
| 10 N | Préfixe | Symbole | Nombre en français | Nombre en chiffre |
|---|---|---|---|---|
| 104 | myriamètre | mam | Dix mille | Modèle:Formatnum:10000 |
| 10-4 | myriomètre | mom | Dix-millième | 0,000 1 |
| 10-10 | ångström | Å | Un dix-milliardième (cent billionièmes) | 0,000 000 000 1 |
Description de multiples
De fait, au-delà du milliard de kilomètres on utilise rarement l'unité standard : on lui préfère l'ua, unité astronomique, d'où est déduite l'unité dérivée, le parsec : ceci était nécessaire pour ne pas dénaturer les mesures précises de distance de parallaxe par une réévaluation de l'ua, liée à la valeur de la constante gravitationnelle G. Cette situation peu œcuménique a été levée par les mesures directes par écho radar sur les planètes.
- Décamètre
- 1 dam = 10 m.
- Cette unité est adaptée au calcul de la superficie d'un terrain, par le biais de l'are, superficie d'un carré d'un décamètre de côté.
- Hectomètre
- 1 hm = 100 m.
- Cette unité est adaptée au calcul de la superficie d'une terre agricole, par le biais de l'hectare, superficie d'un carré d'un hectomètre de côté.
- Kilomètre
- 1 km = Modèle:Formatnum:1000 m.
- C'est le multiple du mètre le plus fréquemment utilisé pour mesurer les distances terrestres (comme par exemple entre les villes). Le long des routes, les bornes kilométriques sont placées tous les kilomètres.
- Myriamètre
- 1 mam = Modèle:Formatnum:10000 m.
- Mégamètre
- 1 Mm = 106 m = Modèle:Formatnum:1000000 m.
- Gigamètre
- 1 Gm = 109 m = Modèle:Formatnum:1000000000 m.
- C'est un multiple du mètre utilisé pour mesurer les distances interplanétaires courtes, par exemple entre une planète et ses satellites naturels. La Lune orbite à 0,384 gigamètre de la Terre (environ 1,3 seconde-lumière).
- Il équivaut à 1 million de km, soit 1×106 km.
- Téramètre
- 1 Tm = 1012 m = Modèle:Formatnum:1000000000000 m.
- C'est un multiple du mètre utilisé pour mesurer les grandes distances interplanétaires. Par exemple la planète naine Pluton orbite à une moyenne de 5,9 téramètres du Soleil.
- Téramètre = un milliard de km.
- Pétamètre
- 1 Pm = 1015 m = Modèle:Formatnum:1000000000000000 m.
- Une année-lumière vaut environ 9,46 Pm.
- Examètre
- 1 Em = 1018 m = Modèle:Formatnum:1000000000000000000 m.
- C'est une distance interstellaire typique dans la périphérie galactique.
- Zettamètre
- 1 Zm = 1021 m = Modèle:Formatnum:1000000000000000000000 m.
- Notre galaxie mesure quelques zettamètres de diamètre.
- Yottamètre
- 1 Ym = 1024 m. = Modèle:Formatnum:1000000000000000000000000 m.
- C'est une bonne unité de mesure des distances intergalactiques.
Description des sous-multiples
- Décimètre
- 1 dm = 0,1 m.
- Au cours du XXe siècle, la règle graduée standard des écoliers était le double-décimètre et les programmes scolaires se référaient à cette appellation.
- Centimètre
- 1 cm = 0,01 m.
- Le centimètre est une des unités de base du système CGS : voir centimètre.
- Millimètre
- 1 mm = 0,001 m.
- Une représentation graphique manuelle précise nécessite l'utilisation de papier millimétré.
- Myriomètre ou aussi appelé le loïcomètre. Se mesure en frequence entre 2 périodes de repos de BOZ.
- 1 mom = 0,000 1 m.
- Micromètre
- 1 µm = 10-6 m = 0,000 001 m.
- Le micromètre était autrefois appelé « micron » (symbole : µ). L'utilisation du terme « micron » a été bannie par la 13e CGPM en 1968.
- Nanomètre
- 1 nm = 10-9 m = 0,000 000 001 m.
Le nanomètre est utilisé pour mesurer les longueurs d'ondes comprises entre l'infrarouge et l'ultraviolet, et la finesse de gravure d'un Microprocesseur.
- Ångström
- 1 Å = 10-10 m = 0,000 000 000 1 m.
- Cette mesure ne fait pas partie du système international. Pour en savoir plus, voir l'article Ångström.
- Picomètre
- 1 pm = 10-12 m = 0,000 000 000 001 m.
- Femtomètre
- 1 fm = 10-15 m = 0,000 000 000 000 001
- Le femtomètre fut d'abord nommé « fermi » en l'honneur du physicien italien Enrico Fermi (le fermi comme tel ne fait pas partie du Système international).
- Le femtomètre est fréquemment utilisé pour mesurer le diamètre d'un noyau atomique. Le diamètre d'un noyau atomique peut aller jusqu'à 15 fm.
- Attomètre
- 1 am = 10-18 m = 0,000 000 000 000 000 001 m.
- Zeptomètre
- 1 zm = 10-21 m = 0,000 000 000 000 000 000 001 m.
- Cette unité a un intérêt croissant au sein de la communauté scientifique. En effet, le domaine de l'infiniement petit étant en plein essor, des unités de plus en plus petites sont utilisées, par exemple dans le cadre de l'étude des particules.
- Yoctomètre
- 1 ym = 10-24 m. = 0,000 000 000 000 000 000 000 001 m.
- L'unité tombe dans le « vide » séparant la longueur de Planck (≅4×10-11 ym) des longueurs significatives.
Articles connexes
Liens externes
- (fr) histoire du mètre, par le Ministère de l'Économie, des Finances et de l'Industrie de France
- (fr) L'Histoire du Mètre, site complet sur l'histoire du mètre, de la Révolution à nos jours
- (fr) La convention du mètre qui instituera le BIPM, institution initiatrice du système international
- (fr) Conversion métrique en ligne
- (fr) Conversion d'unités de longueur
Modèle:Portail physiqueaf:Meter als:Meter ar:متر ast:Metru be-x-old:Метр bg:Метър bn:মিটার bpy:মিটার br:Metr bs:Metar ca:Metre cs:Metr cu:Метро cy:Metr da:Meter de:Meter dv:މީޓަރު el:Μέτρο (μονάδα μήκους) en:Metre eo:Metro es:Metro et:Meeter eu:Metro fa:متر fi:Metri ga:Méadar gl:Metro he:מטר hr:Metar hu:Méter ia:Metro id:Meter is:Metri it:Metro ja:メートル jv:Meter ka:მეტრი kk:Метр kn:ಮೀಟರ್ ko:미터 ksh:Läng ku:Mitir la:Metrum lb:Meter lo:ແມັດ lt:Metras lv:Metrs mn:Метр mr:मीटर ms:Meter mt:Metru nds:Meter nl:Meter nn:Meter no:Meter nrm:Mète oc:Mètre pl:Metr pt:Metro qu:Mitru ro:Metru ru:Метр sco:Metre sh:Metar simple:Metre sk:Meter sl:Meter sq:Metri sr:Метар su:Méter sv:Meter sw:Mita ta:மீட்டர் tg:Метр th:เมตร tl:Metro tr:Metre uk:Метр ur:میٹر (پیمائش) vec:Metro vi:Mét vls:Meter yi:מעטער zh:米 (单位) zh-min-nan:Kong-chhioh zh-yue:米
