La nécessité d'un langage commun

Dans tous les domaines scientifiques, il faut prendre des mesures, les comprendre et les communiquer aux autres. En d'autres termes, nous devons tous parler le même langage de base. Que vous soyez chimiste, physicien, biologiste, ingénieur ou même médecin, vous avez besoin d'un moyen cohérent de communiquer la taille, la masse, la forme, la température, le temps, la quantité, l'énergie, la puissance et la vitesse. Les unités de mesures sont très bien expliquées en fonction des sites que vous retrouverez.

Considérez l'écran sur lequel vous êtes en train de lire ce texte. Il s'agit peut-être d'un écran LCD, composé de cristaux liquides. Le chimiste qui développe une formulation spécifique pour un cristal liquide doit communiquer des informations significatives à un ingénieur afin que celui-ci sache comment le fabriquer. L'ingénieur, à son tour, doit être capable de communiquer avec d'autres ingénieurs, physiciens et chimistes pour concevoir les circuits imprimés, les écrans d'affichage et les interfaces électroniques du reste de l'ordinateur. Si ces personnes ne parlent pas toutes le même langage, l'entreprise ne démarrera jamais.

Le système international d'unités (en abrégé SI) est le système métrique utilisé dans les domaines de la science, de l'industrie et de la médecine. Selon votre âge et votre situation géographique, vous connaissez peut-être très bien le système "impérial", qui comprend des unités telles que les gallons, les pieds, les miles et les livres. Le système impérial est utilisé pour les mesures "quotidiennes" dans quelques endroits, comme les États-Unis. Mais dans la majeure partie du monde (y compris en Europe) et dans tous les milieux scientifiques, le système SI est couramment utilisé.

Unités scientifiques : le SI et les unités métriques : M. Causey enseigne les unités scientifiques du système SI, du système métrique et du système CGS. M. Causey partage également les principaux préfixes et leurs significations. Les mesures scientifiques sont basées sur le système métrique, il est donc important que vous connaissiez les unités de base et les préfixes du système métrique.

Unités du système SI

Il existe sept unités de base dans le système SI :

le kilogramme (kg), pour la masse

la seconde (s), pour le temps

le kelvin (K), pour la température

l'ampère (A), pour le courant électrique

la mole (mol), pour la quantité d'une substance

la candela (cd), pour l'intensité lumineuse

le mètre (m), pour la distance

Il est évident que le passage aux temps modernes a considérablement affiné les conditions de mesure de chaque unité de base du système SI, faisant de la mesure de l'intensité lumineuse d'une source lumineuse, par exemple, une mesure standard dans tous les laboratoires du monde. Une source lumineuse conçue pour produire 20 cd sera la même, qu'elle soit fabriquée aux États-Unis, au Royaume-Uni ou ailleurs. L'utilisation du système SI fournit à tous les scientifiques et ingénieurs un langage commun de mesure.

Histoire du système SI

Les unités de mesure du SI ont une histoire intéressante. Au fil du temps, elles ont été affinées dans un souci de clarté et de simplicité.

Le mètre (m), ou mètre, était à l'origine défini comme 1/10 000 000 de la distance entre l'équateur de la Terre et le pôle Nord, mesurée sur la circonférence à travers Paris. En termes modernes, il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide sur un intervalle de temps de 1/299 792 458 de seconde.

Le kilogramme (kg) était à l'origine défini comme la masse d'un litre (c'est-à-dire d'un millième de mètre cube). Il est actuellement défini comme la masse d'un échantillon de kilogramme de platine-iridium conservé par le Bureau international des poids et mesures à Sèvres, en France.

La seconde (s) était à l'origine basée sur un "jour standard" de 24 heures, chaque heure étant divisée en 60 minutes et chaque minute en 60 secondes. Cependant, nous savons maintenant qu'une rotation complète de la Terre prend en réalité 23 heures, 56 minutes et 4,1 secondes. Par conséquent, une seconde est maintenant définie comme la durée de 9 192 631 770 périodes du rayonnement correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium-133.

L'ampère (A) est une mesure de la quantité de charge électrique passant par un point dans un circuit électrique par unité de temps. 6,241×1018 électrons, ou un coulomb, par seconde constituent un ampère.

Le kelvin (K) est l'unité de l'échelle de température thermodynamique. Cette échelle commence à 0 K. La taille de l'incrément du kelvin est la même que celle du degré sur l'échelle Celsius (également appelée centigrade). Le kelvin est la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l'eau (exactement 0,01 °C, ou 32,018 °F).

La mole (mol) est un nombre qui relie la masse moléculaire ou atomique à un nombre constant de particules. Elle est définie comme la quantité d'une substance qui contient autant d'entités élémentaires qu'il y a d'atomes dans 0,012 kg de carbone 12.

La candela (cd) a été nommée ainsi pour faire référence à la "puissance de la bougie" à l'époque où les bougies étaient la source d'éclairage la plus courante (comme beaucoup de gens utilisaient des bougies, leurs propriétés étaient standardisées). Aujourd'hui, avec la prévalence des sources de lumière incandescente et fluorescente, la candela est définie comme l'intensité lumineuse dans une direction donnée d'une source qui émet des rayons monochromatiques.