Segonda
La segonda (simbòl : s) es l'unitat fondamentala de temps dins lo Sistèma Internacionau d'Unitats. Scientificament, es definida per la durada d'un nombre donat d'oscillacions liadas a un fenomèn fisic dins l'atòm de cèsi-133. Dins la vida vidanta, correspond au seissanten de la minuta que correspond ela meteissa au seissanten de l'ora.
Eissida dau sistèma sexagesimau inventat en Mesopotamia au millenari III avC, prenguèt pauc a cha pauc sa forma actuala amb l'aparicion de relòtges mecanics pron precís per mesurar una tala durada. Sa premiera definicion modèrna foguèt definida au sègle XVII. Durant lei periòdes seguents, plusors definicions astronomicas, basadas sus una division dau jorn terrèstre, foguèron prepausadas e adoptadas. Pasmens, l'aumentacion progressiva de la durada dau jorn pausava de problemas qu'aquel apròchi poguèt pas aisament resòuvre. Ansin, en 1967, foguèt adoptada la definicion « atomica » de la segonda qu'es actualament en vigor.
Istòria modificar
Origina de la basa 60 modificar
Lei rasons de l'aparicion e de l'adopcion de la basa 60 per calcular lo temps son incertanas en causa de la manca de tractats antics sus lo subjècte. Segon l'astronòm Teon d'Alexàndria (vèrs 335-405), la cifra 60 es un nombre relativament pichon que presenta l'avantatge de tenir un nombre important de divisors. Pasmens, segon d'autreis explicacions foguèron avançadas per Georg Cantor (1845-1918) ò per Reinhold Hoppe (1816-1900), podriá existir un liame amb la durada aproximativa de l'annada (360 jorns) ò amb la geometria dau triangle equilaterau[1].
Que que sieguen lei causas a l'origina de son invencion, lo sistèma sexagesimau apareguèt en Sumèr dins lo corrent dau milleni III avC[2]. Foguèt adoptat per lei Babilonians que desvolopèron fòrça lei matematicas mesopotamianas durant lo milleni II avC. Basadas sus un compromés entre lei basas 10 e 60, aquelei matematicas son a l'origina de la division de l'ora en 60 minutas e d'aquela de la minuta en 60 segondas. Gràcias a l'influéncia babiloniana, se difusèron dins d'autrei regions, especialament en Grècia e dins la Peninsula Indiana[3].
De l'Antiquitat au temps atomic modificar
La definicion sexagesimala modificar
La definicion sexagesimala de la segonda foguèt utilizada durant l'Antiquitat e l'Edat Mejana. Sa valor es generalament donada per la relacion seguenta :
Es un sistèma fòrça diferent de la definicion modèrna de la segonda car lei relòtges dau periòde podián sovent pas mesurar d'unitats de temps brèvas. De mai, coma lo temps èra sovent mesurat a partir dau movement dau Soleu dins lo cèu, aquela definicion èra aisada de liar amb de mesuras exprimidas en gras d'angle. Se fau egalament nòtar que la durada d'una segonda èra somesa a de variacions liadas a la precision dau calcul de la durada d'un jorn.
En certaneis obratges medievaus, d'autors coma lo sabent persan Al-Biruni (973-1050) ò lo filosòf Roger Bacon (vèrs 1219-1290) definiguèron una segonda qu'èra una subdivision dau cicle de la Luna[4][5]. Dins aquò, aquela unitat podiá pas èsser mesurada amb un instrument mecanic e suscitèt gaire d'interès.
La definicion solara e l'adopcion de la segonda coma unitat temporala de basa modificar
A partir dau sègle XIV, en Euròpa e dins lo mond musulman, l'aparicion dei relòtges mecanic permetèt de mesurar de fraccions de jorn (mitat, tèrç, quart e mai dotzen). Pasmens, de progrès tecnics dins la concepcion dei mecanismes autorizèron pauc a pauc de mesuras pus precisas. A la fin dau sègle XVI, existián quauquei relòtges capables de mesurar una segonda[6]. Puei, en 1656, una etapa importanta aguèt luòc amb l'invencion dau pendul per Christian Huygens (1629-1695). Corrèctament reglat, permetiá de batre una durada chausida.
Aquò entraïnèt pauc a pauc la definicion de la « segonda solara » que demorèt en usatge fins a l'invencion dei relòtges atomics. Venguèt egala a un seissanten de minuta ela meteissa egala a un seissanten d'ora. Lo nombre d'oras dins una jornada èra egau a 24, nombre ja adoptat per leis Egipcians, lei Babilonians e lei Grècs[7]. Dins aqueu sistèma, la valor d'una segonda es donada per la relacion :
Lo perfeccionament continü dei cronomètres permetèt de mesurar aquela durada amb una precision importanta tre lo sègle XVIII. Per exemple, dins lo corrent deis ans 1730, lei mecanismes de John Harrison avián una desviacion inferiora a una segonda sus una durada de 100 jorns. En 1832, Carl Friedrich Gauss (1777-1855) prepausèt donc l'adopcion de la segonda coma unitat de basa dau temps dins son sistèma millimètre milligrama segonda. D'autreis idèas foguèron avançadas fins a la creacion dau Sistèma Internacionau d'Unitats en 1960. Pasmens, dins totei lei cas, la segonda i demorèt l'unitat temporala de basa e lo Burèu Internacionau dei Pes e Mesuras oficializèt aquela chausida en 1954[8].
La definicion deis efemeridas modificar
La definicion solara de la segonda demorèt en vigor fins a la segonda mitat dau sègle XX mai suscitèt pauc a pauc de problemas en causa de sei limits. D'efiech, en 1695, l'astronòm anglés Edmond Halley (1656-1742) descurbiguèt d'escarts de data dins de calculs d'eclipsis ancians. Aqueu fenomèn foguèt explicat au sègle XX per l'aumentacion progressiva de la durada dau jorn terrèstre : es liat a la demenicion de la velocitat de rotacion de la Tèrra a l'entorn de son aisse en causa de l'influéncia gravitacionala de la Luna[9]. Fòrça feble (dos millisegondas cada sègle), aqueu fach es pasmens geinant per una unitat fondamentala.
De trabalhs comencèron donc per basar la segonda sus un periòde de referéncia pus estable que lo jorn. L'idèa que s'impausèt foguèt d'utilizar una durada mesurada a partir dau movement de la Tèrra a l'entorn dau Soleu. Après d'esitacions entre l'annada tropica e l'annada siderala, la premiera foguèt finalament privilegiada. Adoptada en 1956, la definicion novèla fixèt la durada d'una segonda a la « fraccion 1/31.556.925,9757 de l'annada tropica 1900 »[10]. En 1960, lo Sistèma Internacionau d'Unitats l'adoptèt a son torn tre sa mesa en plaça.
L'adopcion de la definicion « atomica » modificar
Après la Segonda Guèrra Mondiala, lo desvolopament dei recèrcas sus la radioactivitat permetèt de descubrir de fenomèns fòrça regulars au sen deis atòms. En particular, foguèron identificats lei fenomèns de transicion energetica entre divèrsei nivèus d'energia d'un atòm. Caracteristic d'un atòm donat, an de proprietats que semblan invariablas. Ansin, tre 1967, una definicion novèla foguèt adoptada per la segonda. Totjorn en vigor a l'ora d'ara, la definís a partir de la valor numerica fixada de la frequéncia dau cèsi, ΔνCs, e de la frequéncia de la transicion iperfina de l'estat fondamentau de l'atòm de cèsi-133 non trebolat, egala a 9 192 631 770 Hz, segon la relacion[11] :
Foguèt precisat en 1997 que la temperatura de l'atòm de cèsi-133 considerat es de 0 K.
La recèrca d'un escandau novèu modificar
Lei relòtges atomics basats sus lo cèsi-133 an una precision importanta amb una error estimada a una segonda sus de periòdes de plusors centenaus de milions d'ans. Pasmens, dempuei la fin dau sègle XX, son apareguts de relòtges ben pus fisables qu'utilizan de transicions d'autreis elements coma lo calci, l'itèrbi, l'estronci, lo mercuri e l'alumini. Per exemple, en 2013, un relòtge utilizant una mòstra d'itèrbi agantèt un taus d'error d'una segonda sus un periòde de 16 miliards d'ans[12]. De mai, en octòbre de 2015, lo BIPM fixèt la frequéncia de la transicion de l'estronci a 429 228 004 229 873,2 Hz, çò qu'indica son interès per aquel element que sembla fòrça prometeire.
Aqueleis evolucions laissan donc pensar que l'adopcion d'una definicion novèla de la segonda es possibla dins lo corrent de la premiera mitat dau sègle XXI. Permetriá la mesa en plaça d'un escandau de temps pus precís que serà util per mesurar certanei fenomèns fòrça brèus observats ò imaginats a d'escalas quanticas.
Definicion modèrna e notacion modificar
Definicion e simbòl modificar
La definicion modèrna de la segonda es donada per la relacion entre la valor numerica fixada de la frequéncia dau cèsi, ΔνCs, e la frequéncia de la transicion iperfina de l'estat fondamentau de l'atòm de cèsi-133 non trebolat a una temperatura de 0 K, egala a 9 192 631 770 Hz :
Son simbòl es « s » sensa ponch abreviatiu.
Multiples e sosmultiples modificar
Lei multiples e sosmultiples principaus de la segonda son presentats dins lo tablèu seguent. Dins la vida vidanta, s'utiliza generalament la segonda, lo desen (decisegonda), lo centen (centisegonda) e lo milen (millesegonda). Lei sosmultiples son fòrça utilizats dins de domenis scientifics ò tecnics per mesurar de fenomèns fòrça brèus, especialament en quimia. En revènge, l'usatge dei multiples es relativament rar.
| Sosmultiples | Multiples | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Valor | Simbòl SI | Nom | Valor | Simbòl SI | Nom | Durada | |
| 10−1 s | decisegonda | 101 s | decasegonda | 10 segondas | |||
| 10−2 s | centisegonda | 102 s | hectosegonda | 1 minuta 40 secondas | |||
| 10−3 s | millisegonda | 103 s | kilosegonda | 16 minutas 40 secondas | |||
| 10−6 s | microsegonda | 106 s | megasegonda | 11,6 jorns | |||
| 10−9 s | nanosegonda | 109 s | gigasegonda | 31,7 ans | |||
| 10−12 s | picosegonda | 1012 s | terasegonda | 31 700 years | |||
| 10−15 s | femtosegonda | 1015 s | petasegonda | 31,7 milions d'ans | |||
| 10−18 s | attosegonda | 1018 s | exasegonda | 31,7 miliards d'ans | |||
| 10−21 s | zeptosegonda | 1021 s | zettasegonda | 31 700 miliards d'ans | |||
| 10−24 s | yoctosegonda | 1024 s | yottasegonda | 31.7 milions de miliards d'ans | |||
Tres autrei multiples de la segonda, descrichs per lo Sistèma Internacionau, son d'usatge fòrça frequent tant dins la vida vidanta que dins lei trabalhs scientifics :
- la minuta (simbòl : min) es egala a 60 segondas.
- l'ora (simbòl : h) es egala a 60 minutas ò 3 600 segondas.
- lo jorn (simbòl : d) es egau a 24 oras ò 86 400 segondas.
Enfin, existís d'autreis unitats multiplas de la segonda que fan pas oficialament partida dau Sistèma Internacionau mai que son fòrça utilizadas :
- l'annada juliana (simbòl : a) es egala a 365,25 jorns siá 31 557 600 segondas.
- l'annada siderala que dèu èsser precisada amb son epòca. Per exemple, l'annada siderala J2000.0 es egala a 31 471 949,27 segondas.
Unitats derivadas modificar
Mai d'una unitat de mesura es derivada de la segonda. Au sen de la version actuala dau Sistèma Internacionau d'Unitats, se pòdon citar :
- lo hertz (simbòl : Hz) qu'es l'unitat de mesura de la frequéncia. Es equivalent a l'invèrs d'una segonda e es donc de còps notat s-1.
- lo becquerel (simbòl : Bq) qu'es l'unitat de mesura de l'activitat radioactiva. Un becquerel es equivalent a un desintegracion radioactiva per segonda.
- lo sievert (simbòl : Sv) qu'es l'unitat permetent de mesurar l'efiech d'un raionament sus l'èsser uman. Sa dimension dins leis unitats de basa es egala a m2.s-2.
- lo gray (simbòl : Gr) qu'es l'unitat de dòsi absorbida. Sovent utilizat amb lo sievert, sa dimension dins leis unitats de basa es tanben egala a m2.s-2.
Annèxas modificar
Liames intèrnes modificar
Bibliografia modificar
- (fr) Bureau international des poids et mesures, Le Système international d'unités (SI), BIPM, 2019, 9a edicion.
Nòtas e referéncias modificar
- ↑ (fr) Abel Rey, « Le système sexagésimal assyrien », Journal des savants, 1933, pp. 107-119.
- ↑ (en) Eleanor Robson, « Mathematics, metrology, and professional numeracy », dins Gwendolyn Leick (dir.), The Babylonian World, Routledge, 2007, pp. 419-420.
- ↑ (fr) Franz Woepcke, Sur l'introduction de l'arithmétique indienne en occident et sur deux documents importants publiés par le Prince Don Balthazar Boncompagni et relatifs à ce point de l'histoire des sciences, Impr. des sciences mathématiques et physiques, 1859
- ↑ (en) Al-Biruni, The chronology of ancient nations, traduch per C. Edward Sachau en 1879, pp. 147–149.
- ↑ (en) Roger Bacon, The Opus Majus of Roger Bacon, traduch per Robert Belle Burke en 2000, University of Pennsylvania Press, p. 231.
- ↑ (en) David S. Landes, Revolution in Time, Harvard University Press, 1983.
- ↑ D'un biais pus precís, lo nombre de 24 oras dins un jorn foguèt inicialament chausit per leis Egipcians. Au sègle VII avC, foguèt adoptat per la dinastia caldèa de Babilònia avans de se difusar en Grècia.
- ↑ (fr) Comptes Rendus de la 10e CGPM (1954), 1956, p. 80.
- ↑ (en) S.K. Runcorn, « Corals as paleontological clocks », Scientific American, vol. 215, 1966, pp. 26–33.
- ↑ (fr) Bureau international des poids et mesures, Le Système international d'unités (SI), BIPM, 2019, 9e éd., p. 18.
- ↑ (fr) Bureau international des poids et mesures, Temps et fréquences : Unité SI de temps (seconde), consultat lo 6 de mai de 2020, [1]
- ↑ (fr) Tout Comprendre hors-série n°2, Fleurus Presse (no 2), junh de 2019, p. 61.