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Vidéo de question : Rappel des définitions des unités du système international Physique

Laquelle des unités suivantes du système international est définie en référence aux propriétés d’un objet standard unique conservé au Bureau international des poids et mesures ? [A] Le mètre [B] Le kilogramme [C] La mole [D] La candela [E] Le stéradien

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Transcription de vidéo

Laquelle des unités suivantes du système international est définie en référence aux propriétés d’un objet standard unique conservé au Bureau international des poids et mesures ? (A) Le mètre, (B) le kilogramme, (C) la mole, (D) la candela, (E) le stéradian.

La question nous donne cinq unités du système international différentes, et nous demande d’identifier laquelle d’entre elles est définie en référence aux propriétés d’un objet standard unique. Commençons par rappeler la grandeur physique que chacune de ces unités permet de mesurer. Pour la proposition (A), le mètre, on peut rappeler qu’il s’agit de l’unité du système international de la longueur ou de la distance. La proposition (B) est le kilogramme, qui est l’unité du système international de la grandeur : masse. La proposition (C) est la mole, qui est l’unité du système international permettant de quantifier une substance ou de donner le nombre de parties équivalentes dont quelque chose est composé. Il convient de noter que chaque fois que l’on évoque le nombre de moles d’une substance, il est probable que l’on se réfère au nombre d’atomes ou de molécules.

Ensuite, dans la propoition (D), on a la candela qui est l’unité du système international de l’intensité lumineuse. Enfin, dans la proposition (E), on a le stéradien qui est l’unité du système international de l’angle solide, qui est utilisée en géométrie tridimensionnelle.

Maintenant, réfléchissons à la façon dont chacune de ces unités est définie. La définition du mètre est établie par la mesure d’un phénomène physique naturel. Auparavant, cette définition était basée sur la lumière émise par un type d’atome particulier. La définition a depuis été mise à jour : la distance parcourue par la lumière dans le vide sur un intervalle de temps particulier. Puisque cette définition est basée sur la vitesse de la lumière dans le vide, la définition du mètre sera toujours basée sur un phénomène physique naturel. On déduit alors que le mètre n’est pas défini en référence aux propriétés d’un objet standard unique, on peut donc éliminer la réponse (A).

Passons maintenant à la réponse (B). Le kilogramme était à l’origine défini comme étant la masse d’un litre d’eau. Cependant, en 1889, un objet spécialement conçu a été fabriqué et cette définition a été mise à jour. Le kilogramme a ensuite été redéfini pour être égal à la masse de cet objet, qui était un cylindre en alliage de platine et d’iridium. Cet objet unique était connu comme le prototype du kilogramme et était conservé au Bureau international des poids et mesures. On voit alors que cette définition du kilogramme est en effet basée sur les propriétés d’un objet standard unique. Ainsi, la proposition (B) semble être notre réponse.

Voyons rapidement les trois propsitions restantes, juste pour vérifier, en commençant par la proposition (C) la mole. Une mole est définie comme étant exactement égale à 6,02214076 fois 10 puissance 23 particules ou parties de substance. Ceci est une définition mathématique et ne repose sur aucun objet standard unique. On peut donc éliminer la réponse (C). L’unité du système international de la proposition (D), la candela, est définie comme étant la luminosité d’une source lumineuse ayant certaines propriétés. Donc, dans un sens, on pourrait dire que cette définition est basée sur un objet, mais ce n’est certainement pas un objet unique. Il n’y a pas d’objet standard et unique conservé au Bureau international des poids et mesures. On peut donc éliminer la réponse (D).

La dernière unité du système international à considérer est celle de la proposition (E), le stéradien. La définition du stéradien est mathématique et basée sur la géométrie d’une sphère. Cette définition existe dans le sens abstrait, et n’utilise aucun objet standard. On peut donc éliminer la réponse (E). On a constaté que ni le mètre, la mole, la candela ou le stéradien ne sont définis en référence aux propriétés d’un objet standard unique. La seule de ces unités définie en référence aux propriétés d’un tel objet est le kilogramme, qui est l’unité de base du système international de la masse.

Notre réponse est alors que l’unité du système international qui est définie par référence aux propriétés d’un objet standard unique conservé par le Bureau international des poids et mesures est donnée dans la réponse (B), le kilogramme.

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