LE TEMPSLE TEMPS

ET SA MESUREET SA MESURE

I. I. LA MESURE DES LA MESURE DES DURÉESDURÉES

1. La seconde, unité SI de 1. La seconde, unité SI de tempstemps

1. La seconde, unité SI de temps1. La seconde, unité SI de temps

Par définition, une durée est Par définition, une durée est l’intervalle de temps qui sépare deux l’intervalle de temps qui sépare deux événements. L’unité du système événements. L’unité du système international est la seconde international est la seconde

Comment est-elle définit ?Comment est-elle définit ?

1. La seconde, unité SI de temps1. La seconde, unité SI de temps

La mesure des durées nécessite la détermination La mesure des durées nécessite la détermination d’un étalon de durée (comme le mètre pour les d’un étalon de durée (comme le mètre pour les longueurs). Le meilleur est le plus régulier. longueurs). Le meilleur est le plus régulier.

Elle est définit à partir des caractéristiques d’une Elle est définit à partir des caractéristiques d’une raie d’émission de l’atome de césium 133.raie d’émission de l’atome de césium 133.

la seconde équivaut à la durée de 9192931770 la seconde équivaut à la durée de 9192931770 périodes de la radiation correspondant à la périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de césium 133.l’état fondamental de l’atome de césium 133.

2. Les phénomènes périodiques2. Les phénomènes périodiques

Qu’est-ce qu’un phénomène Qu’est-ce qu’un phénomène périodique ?périodique ?

Un phénomène est périodique s’il se Un phénomène est périodique s’il se répète identique à lui-même au cours répète identique à lui-même au cours du temps. Exemples : du temps. Exemples :

succession du jour et de la nuit, le succession du jour et de la nuit, le mouvement du pendule…mouvement du pendule…

2. Les phénomènes périodiques2. Les phénomènes périodiques

Sa période T est la durée séparant Sa période T est la durée séparant deux répétitions successives.deux répétitions successives.

La fréquence f d’un phénomène La fréquence f d’un phénomène périodique est l’inverse de la période, périodique est l’inverse de la période, c’est le nombre de répétitions du c’est le nombre de répétitions du phénomène par seconde.phénomène par seconde.

f s’exprime en hertz et T en seconde. f s’exprime en hertz et T en seconde.

II. LES PHÉNOMÈNESII. LES PHÉNOMÈNES ASTRONOMIQUES ASTRONOMIQUES

1. Les jours1. Les jours

Le jour solaire est la durée séparant Le jour solaire est la durée séparant deux passages successifs du Soleil deux passages successifs du Soleil par le méridien localpar le méridien local(d’où l’expression : « chacun voit (d’où l’expression : « chacun voit midi à sa porte »).midi à sa porte »).

2. Les saisons et les lunaisons2. Les saisons et les lunaisons L’alternance des saisons est due à la rotation de L’alternance des saisons est due à la rotation de

la Terre autour du Soleil et à l’inclinaison de son la Terre autour du Soleil et à l’inclinaison de son axe sur le plan de l’écliptique.axe sur le plan de l’écliptique.

La durée d’un tour complet de la Terre autour du La durée d’un tour complet de la Terre autour du Soleil définit l’année solaire (1 an = 365,242 Soleil définit l’année solaire (1 an = 365,242 jours)jours)

La succession des phases de la Lune est due à la La succession des phases de la Lune est due à la rotation de la Lune autour de la terre. Sa période rotation de la Lune autour de la terre. Sa période de rotation est appelée lunaison ou mois lunaire de rotation est appelée lunaison ou mois lunaire 29,5 j environ29,5 j environ

3. Les calendriers3. Les calendriers

Le calendrier adopté de nos jours est Le calendrier adopté de nos jours est le calendrier grégorien le calendrier grégorien

III. LES INSTRUMENTS DEIII. LES INSTRUMENTS DE MESURES DES DUREES MESURES DES DUREES

1. Gnomon et cadran solaire1. Gnomon et cadran solaire

Les deux se servent du mouvement Les deux se servent du mouvement de l’ombre d’une tige avec le Soleil de l’ombre d’une tige avec le Soleil

2. Les systèmes à écoulement2. Les systèmes à écoulement

Horloge à eau ou clepsydre (3000 Horloge à eau ou clepsydre (3000 av J.C.)av J.C.)

Sablier (introduit en Europe au Sablier (introduit en Europe au Moyen Âge)Moyen Âge)

3. Les horloges mécaniques3. Les horloges mécaniques Elles apparaissent dès la fin du Moyen Elles apparaissent dès la fin du Moyen

Âge ; elles sont animées par la chute Âge ; elles sont animées par la chute verticale d’un poids, régularisée par un verticale d’un poids, régularisée par un mécanisme. mécanisme.

Un progrès considérable est réalisé au Un progrès considérable est réalisé au 17ème avec l’invention du balancier.17ème avec l’invention du balancier.

La période des oscillations d’un pendule La période des oscillations d’un pendule oscillant avec une faible amplitude oscillant avec une faible amplitude constitue un étalon de durée. Il suffit de constitue un étalon de durée. Il suffit de compenser l’amortissement sans compenser l’amortissement sans modifier la période (mis au point par modifier la période (mis au point par Huygens 1629-1695).Huygens 1629-1695).

3. Les horloges mécaniques3. Les horloges mécaniques

L’échappement à ancreL’échappement à ancre

L’échappement à ancreL’échappement à ancre

L’échappement à ancreL’échappement à ancre

4. l’horloge à quartz4. l’horloge à quartz

Dans le cas de l’horloge à quartz, Dans le cas de l’horloge à quartz, l’oscillateur est un cristal de quartz.l’oscillateur est un cristal de quartz.Lorsque le cristal est excité de Lorsque le cristal est excité de manière convenable, il se déforme manière convenable, il se déforme et il apparaît une tension électrique et il apparaît une tension électrique entre certains points de sa surface, entre certains points de sa surface, de fréquence déterminée, qui de fréquence déterminée, qui alimente un circuit électronique. La alimente un circuit électronique. La pile entretient les vibrations du pile entretient les vibrations du quartz.quartz.