Le Monde Qui Nous Entoure

1. Du noyau de l’atome à la galaxie

L’étalon de mesure des distances, le mètre, a été choisi parce qu’il est à notre

échelle. Mais la découverte du monde qui nous entoure nous contraint à nous

familiariser avec des distances bien plus grandes ou bien plus petites.

Nous sommes constitués d’atomes, dont les dimensions sont de l’ordre de 0,1

nanomètre (nm), chaque atome étant constitué d’électrons situés autour d’un

noyau dont la taille est de l’ordre de un picomètre (pm).

L’ordre de grandeur de la majorité des cellules qui nous composent est égal à 10

micromètres (μm).

Dès qu’il s’agit d’estimer des dimensions à l’intérieur du système solaire, plutôt que

d’exprimer ces distances en multiples du mètre, on utilise l’unité astronomique qui

est égale à la distance moyenne Terre-Soleil (150 millions de kilomètres).

Les dimensions du système solaire, constitué du Soleil en son centre et des corps célestes

gravitant autour de lui sont de l’ordre de quelques dizaines d’unités astronomiques.

© Cned – Académie en ligne

4 Séquence 3 – SP12

Séquence 3 Physique

Le Soleil n’est qu’une étoile parmi les centaines de milliards qui forment notre

galaxie.

Pour estimer les distances, on utilise alors l’année de lumière (ou année-lumière,

symbole a.l), égale à la distance parcourue par la lumière en une année (soit

environ 1013 km).

Notre Galaxie, la Voie lactée, a une forme spirale contenue dans un disque de

diamètre valant environ cent mille années-lumière.

L’univers est constitué de centaines de milliards de galaxie, certaines sont situées

à des distances de plusieurs milliards d’années lumière de la nôtre.

Dans les deux cas : à l’échelle astronomique comme à l’échelle atomique, la

matière a une structure lacunaire c’est-à-dire qu’elle est concentrée dans des

zones séparées par du vide.

Calculer la distance parcourue par la lumière en une année. Exprimer l’année

lumière en unité astronomique (UA).

A partir du cours ci-dessus, exprimez les ordres de grandeur des dimensions ou

des distances en mètre en utilisant les puissances de 10.

noyau atome cellule

distance

Terre-Soleil

Voie lactée

Ordre de

grandeur (m)

2. Les interactions fondamentales

Tous les phénomènes observables dans l’univers peuvent être attribuées à quatre

interactions fondamentales :

E La gravitation qui entraîne l’attraction réciproque entre deux corps massifs. Ce

sont les forces de gravitation qui expliquent les forces de pesanteur, les mouvements

des planètes, les structures des galaxies.

E L’interaction électromagnétique responsable des forces attractives ou répulsives

entre particules chargées et de la plupart des phénomènes quotidiens : lumière,

électricité, réactions chimiques, magnétisme.

E L’interaction nucléaire forte qui explique la cohésion du noyau atomique.

E L’interaction nucléaire faible, qui intervient dans la radioactivité

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