Fiche de cours

Définition du temps atomique

Lycée > Terminale > Physique Chimie > Définition du temps atomique

Fiche de cours
Quiz et exercices
Vidéos et podcasts

Objectif

Le temps atomique est une échelle de temps internationale. Comment a-t-il été défini ? Comment est-il mesuré ? Quelle est l’utilisation des horloges atomiques ?

1. Le temps atomique

Le temps atomique est une échelle de temps basée sur la définition de la seconde.

a. Définition de la seconde

La seconde (s) est l’unité de la mesure du temps dans le système international (S.I.).

La seconde est une des sept unités principales du système international d’unités (S.I.).

Les sept unités du système international :

GRANDEUR	UNITÉ S.I.	NOTATION
longueur	mètre	m
masse	kilogramme	kg
temps	seconde	s
courant électrique	ampère	A
température	kelvin	K
quantité de matière	mole	mol
intensité lumineuse	candela	cd

La seconde a été définie en 1967 lors de la 13^e Conférence générale des poids et mesures.

b. Le temps universel (TU ou UT)

Le temps universel (TU ou UT) est une échelle de temps basée sur la rotation de la Terre.

La mesure du temps universel se fait en observant chaque jour le passage d’objets célestes (étoiles) au-dessus du méridien du lieu d’observation.
Le temps universel est mesuré avec une précision de l’ordre de la microseconde.

c. Le temps atomique (TAI)

La rotation de la Terre n’étant pas parfaitement régulière, le temps universel est maintenant régulé à partir du temps atomique.

Le temps atomique international (TAI) est une échelle de temps basée sur la seconde et il est établi par le Bureau international des poids et mesures (BIPM).

Il est mesuré à l’aide d’horloges atomiques.
Le temps atomique est mesuré avec une précision inférieure à 10^-14 s.

d. Le temps universel coordonné (UTC)

Le temps universel coordonné (UTC) est l'échelle de temps à partir de laquelle les fréquences de référence et les signaux horaires sont disséminés dans le monde de manière coordonnée.

L'échelle de temps UTC est ajustée en insérant des secondes intercalaires afin de garantir un accord approximatif avec le temps universel (basé sur de la rotation de la Terre) et le temps atomique (basé sur des horloges atomiques).

2. Les horloges atomiques

Le temps atomique est mesuré à l’aide d’horloges atomiques.

Horloge atomique à césium (1955)

a. Les horloges à jet de césium

Principe de fonctionnement :

Une enceinte chauffée contient du césium 133.
Un signal de fréquence égale à f = 10 MHz, créé par un quartz piézoélectrique, est injecté dans une cavité résonante.
Un jet d’atomes de césium dans un état d’énergie E1 est injecté dans l’enceinte, et subit la transition énergétique de fréquence f₀ = 9 192 631 770 Hz en passant vers un état d’énergie E2.
Un capteur placé en sortie, produit un signal proportionnel au nombre d’atomes reçus. Un système d’asservissement ajuste la fréquence de l’oscillateur à quartz sur la fréquence optimale f₀.
Le système décompte alors le temps par l’intermédiaire d’un circuit électronique.

b. Les horloges à atomes froids

PHARAO (projet d’horloge atomique à refroidissement d’atomes en orbite) est une horloge atomique élaborée par le CNES.
Cette horloge, embarquée à bord de satellites, ou en situation de microgravité, permet d’améliorer encore la stabilité du système.

3. Utilisation des horloges atomiques

Les horloges atomiques ont de nombreuses utilisations dans le quotidien et en recherche.

Les horloges atomiques sont utilisées pour définir le temps international en définissant l’heure dans chacun des fuseaux horaires.

La mesure de plus en plus précise du temps a permis des avancées dans de nombreux domaines scientifiques.

On trouve aussi par exemple des horloges atomiques embarquées dans les satellites du système GPS (géolocalisation par satellite). La synchronisation des signaux qui sont envoyés est donc réglée par des horloges avec une excellente précision.

Les horloges atomiques sont aussi utilisées en spectroscopie, en géodésie, en astronomie, astrophysique, dans le domaine des télécommunications (diffusion d’émission de radio et de télévision, téléphonie,…) ….

Enfin, les horloges atomiques ont permis de mettre en évidence la théorie de la relativité.

L'essentiel

• Le temps atomique est une échelle de temps basée sur la seconde et mesuré par des horloges atomiques.

• La seconde est définie par rapport à une transition de l’atome de césium 133.

• Les horloges atomiques les plus répandues sont les horloges à jet de césium 133.
Les horloges atomiques ont de nombreuses utilisations dans la vie quotidienne (régulation du système GPS, radio, télévision) et recherche (astrophysique, spectroscopie…).

Évalue ce cours !

Note 4.8 / 5. Nombre de vote(s) : 4

Des quiz et exercices pour mieux assimiler sa leçon

La plateforme de soutien scolaire en ligne myMaxicours propose des quiz et exercices en accompagnement de chaque fiche de cours. Les exercices permettent de vérifier si la leçon est bien comprise ou s’il reste encore des notions à revoir.

S’abonner

Des exercices variés pour ne pas s’ennuyer

Les exercices se déclinent sous toutes leurs formes sur myMaxicours ! Selon la matière et la classe étudiées, retrouvez des dictées, des mots à relier ou encore des phrases à compléter, mais aussi des textes à trous et bien d’autres formats !

Dans les classes de primaire, l’accent est mis sur des exercices illustrés très ludiques pour motiver les plus jeunes.

S’abonner

Des quiz pour une évaluation en direct

Les quiz et exercices permettent d’avoir un retour immédiat sur la bonne compréhension du cours. Une fois toutes les réponses communiquées, le résultat s’affiche à l’écran et permet à l’élève de se situer immédiatement.

myMaxicours offre des solutions efficaces de révision grâce aux fiches de cours et aux exercices associés. L’élève se rassure pour le prochain examen en testant ses connaissances au préalable.

S’abonner

Des vidéos et des podcasts pour apprendre différemment

Certains élèves ont une mémoire visuelle quand d’autres ont plutôt une mémoire auditive. myMaxicours s’adapte à tous les enfants et adolescents pour leur proposer un apprentissage serein et efficace.

Découvrez de nombreuses vidéos et podcasts en complément des fiches de cours et des exercices pour une année scolaire au top !

S’abonner

Des podcasts pour les révisions

La plateforme de soutien scolaire en ligne myMaxicours propose des podcasts de révision pour toutes les classes à examen : troisième, première et terminale.

Les ados peuvent écouter les différents cours afin de mieux les mémoriser en préparation de leurs examens. Des fiches de cours de différentes matières sont disponibles en podcasts ainsi qu’une préparation au grand oral avec de nombreux conseils pratiques.

S’abonner

Des vidéos de cours pour comprendre en image

Des vidéos de cours illustrent les notions principales à retenir et complètent les fiches de cours. De quoi réviser sa prochaine évaluation ou son prochain examen en toute confiance !

S’abonner

Profs en ligne

Découvrez le soutien scolaire en ligne avec myMaxicours

Plongez dans l'univers de myMaxicours et découvrez une approche innovante du soutien scolaire en ligne, conçue pour captiver et éduquer les élèves de CP à la terminale. Notre plateforme se distingue par une riche sélection de contenus interactifs et ludiques, élaborés pour stimuler la concentration et la motivation à travers des parcours d'apprentissage adaptés à chaque tranche d'âge. Chez myMaxicours, nous croyons en une éducation où chaque élève trouve sa place, progresse à son rythme et développe sa confiance en soi dans un environnement bienveillant.

Profitez d'un accès direct à nos Profs en ligne pour une assistance personnalisée, ou explorez nos exercices et corrigés pour renforcer vos connaissances. Notre assistance scolaire en ligne est conçue pour vous accompagner à chaque étape de votre parcours éducatif, tandis que nos vidéos et fiches de cours offrent des explications claires et concises sur une multitude de sujets. Avec myMaxicours, avancez sereinement sur le chemin de la réussite scolaire, armé des meilleurs outils et du soutien de professionnels dédiés à votre épanouissement académique.

EXERCE-TOI EN T'ABONNANT