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Laquelle des expressions suivantes est égale à une femtoseconde lorsqu’elle est multipliée par une seconde? Un fois 10 puissance 15, un fois 10 puissance moins 15, 10 fois 10 puissance neuf, 0,1 fois 10 puissance moins neuf, un fois 10 puissance moins 12.
Cette question nous interroge sur une femtoseconde et plus précisément comment relier une femtoseconde à une seconde. Tous nos choix de réponse sont des nombres, et on nous demande lequel de ces nombres, multiplié par une seconde, est égal à une femtoseconde. En d’autres termes, combien de secondes il y a dans une femtoseconde?
Maintenant, la réponse à cette question est juste un fait que nous devrons mémoriser de deux manières. Mais avant d’en arriver là, comprenons qualitativement ce que nous entendons lorsque nous écrivons quelque chose comme une femtoseconde. À l’intérieur du mot femtoseconde, nous voyons le mot seconde, qui est l’une des unités de base que nous utilisons en physique. Nous voyons alors que femto est un préfixe pour l’unité de base. Autrement dit, c’est une partie du mot qui vient avant la partie principale.
Ajouter un préfixe à une unité de base est un moyen rapide d’exprimer un certain nombre de cette unité. En particulier, presque tous les préfixes utilisés en physique correspondent à une puissance de 10 où l’exposant est un multiple de trois. Par exemple, le préfixe milli correspond à 10 puissance moins trois ou un millième. Ainsi, lorsque nous disons, par exemple, une milliseconde, nous voulons dire un millième de seconde. Il est important de comprendre exactement ce que nous voulons dire lorsque nous écrivons cette égalité. Ce que nous voulons dire, c’est que nous pouvons remplacer 10 puissance moins trois fois une unité de base par le préfixe attaché en millièmes à cette unité de base sans changer la quantité et vice versa. Donc, cinq fois 10 puissance moins trois secondes et cinq millisecondes représentent exactement la même valeur d’une quantité physique.
Soit dit en passant, tout comme nous représentons des unités avec des lettres simples, nous représentons également des préfixes avec des lettres simples. Donc, s est la seconde et ms est la milliseconde parce que le m signifie milli, donc mg serait milligramme, mm est millimètre, et ainsi de suite.
Revenons maintenant à la réponse à notre question. Et comme nous l’avons déjà dit, pour répondre à cette question, il suffit de mémoriser quelle puissance de 10 correspond au préfixe femto. Les préfixes d’unités sont utilisés partout dans la physique, il est donc utile de les mémoriser. Et malheureusement, il n’y a aucun moyen de déterminer quel exposant correspond à quel nom de préfixe, donc la mémorisation est vraiment notre seule option. Voici une liste des cinq premiers préfixes et des puissances de 10 associées pour décrire des quantités inférieures à celles décrites par l’unité de base. Comme nous pouvons le voir, le dernier préfixe de cette liste est femto, ce qui correspond à 10 moins 15. Et la question nous interrogeait sur la femtoseconde, nous pouvons donc voir dans notre liste qu’une femtoseconde est 10 puissance moins 15 seconde. Et la bonne réponse est (B) un fois 10 moins 15 fois une seconde est égale à une femtoseconde.
Maintenant, nous avons mentionné qu’il y a deux façons de mémoriser cette réponse. La première consiste à mémoriser simplement cette liste de correspondances. La seconde consiste à mémoriser le nom et l’ordre de chaque préfixe. Donc milli est en premier, puis micro, puis nano, puis pico, puis femto. Ensuite, chaque fois que nous devons déterminer quel exposant correspond à quel préfixe, il suffit de se rappeler que lors du comptage des exposants, nous comptons par des multiples de trois. Nous rappelons donc que cette liste est le bon ordre des cinq premiers préfixes pour des quantités inférieures à l’unité de base. Et puis, tout ce que nous devons faire est de compter par des multiples de trois, en commençant par moins trois pour milli puis moins six pour micro, moins neuf pour nano, moins 12 pour pico et moins 15 pour femto.
Donc, même si nous devons mémoriser la réponse à cette question, nous avons deux façons de le faire. Une fois que nous connaissons le nom de chaque préfixe, nous pouvons soit mémoriser les puissances de 10 correspondantes, soit l’ordre correspondant et, à partir de cet ordre, calculer les puissances de 10 correspondantes. Il est important de souligner que peu importe la méthode que nous utilisons pour mémoriser ces correspondances, du moment que nous les mémorisons correctement.
