La connaissance du monde extérieur, qui se traduit par l’utilisation de nos cinq sens, est une nécessité sans laquelle notre survie serait en danger. Néanmoins, la sensation varie en fonction de la personne de sorte que cette dernière ne peut avoir qu’une vision globale des choses ce qui relève de la subjectivité et ne s’apparente, en aucun cas, à la science. De ce fait, l’être humain s’est aperçu, depuis l’antiquité, qu’il était absolument vital de quantifier les propriétés ou caractéristiques du système observé et qu’il fallait donc adopter le mécanisme de la mesure en utilisant des références. Historiquement, les premières mesures effectuées concernaient les longueurs, les poids et les surfaces des terrains. Au sujet du temps, la première horloge, celle à eau, date d’environ 3500 ans avant Jésus christ.
Néanmoins, les étalons de référence diffèrent selon les cultures, les pays et les époques historiques. En conséquence, et par souci d’uniformisation des mesures, la communauté scientifique international avait consenti, depuis des siècles, des efforts colossaux qui ont été finalement couronnés, en 1971, par l’instauration du fameux système international d’unités ouvrant ainsi la voie à la Métrologie qui est la science de la mesure.
C’est dans ce contexte que s’inscrivent ces notes de cours qui s’adressent aux étudiants des licences fondamentale et appliquée de Physique et de Chimie. Plus précisément, il est question de présenter, au lecteur, les fondamentaux de ce volet scientifique en focalisant l’intérêt sur trois chapitres qui comportent chacun des exercices d’applications suivis des réponses concises. Le premier chapitre est dédié aux grandeurs physiques fondamentales et dérivées en mettant l’accent sur leurs dimensions.
Le deuxième chapitre, qui s’articule autour de la mesure d’une grandeur physique, met en relief trois parties : le système international d’unités, les instruments de mesure et les méthodes de mesures. Le troisième chapitre a trait à l’estimation de l’incertitude absolue aussi bien pour les mesures directes qu’indirectes.
Inhaltsverzeichnis
- Kapitel 1
- Grandeurs physiques
- 1.1 Introduction
- 1.2 Grandeurs fondamentales – Dimensions
- 1.3 Grandeurs physiques dérivées
- Kapitel 2
- Mesure d’une grandeur physique
- 2.1 Introduction
- 2.2 Unités de mesure du système international
- 2.3 Instruments de mesure
- Kapitel 3
- Incertitude absolue
- 3.1 Introduction
- 3.2 Estimation des incertitudes absolues pour les mesures directes
- 3.3 Incertitude absolue dans le cas d’une mesure indirecte
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Dieses Skript dient als Einführung in die Metrologie für Studierende der Physik und Chemie. Es behandelt die Grundlagen der Messtechnik und konzentriert sich auf die drei zentralen Themenbereiche: physikalische Größen, Messmethoden und Unsicherheitsabschätzungen.
- Grundlagen der physikalischen Größen und deren Dimensionen
- Das Internationale Einheitensystem (SI) und die Anwendung verschiedener Messinstrumente
- Methoden zur Bestimmung der absoluten Unsicherheit bei direkten und indirekten Messungen
- Wichtige Konzepte der Fehleranalyse und ihre Bedeutung bei der Interpretation von Messergebnissen
- Praktische Anwendungen der Metrologie in verschiedenen Bereichen der Physik und Chemie
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 1: Dieses Kapitel legt die Grundlage für die gesamte Lehreinheit, indem es die Konzepte von physikalischen Größen, ihre Dimensionen und die Unterscheidung zwischen grundlegenden und abgeleiteten Größen erklärt. Es bietet eine umfassende Übersicht über die sieben fundamentalen physikalischen Größen und ihre entsprechenden Einheiten.
Kapitel 2: Dieses Kapitel befasst sich mit der Messtechnik. Es erläutert die Notwendigkeit von Messungen und beschreibt die drei grundlegenden Komponenten einer Messung: das Einheitensystem, die Messinstrumente und die Messmethode. Darüber hinaus wird das Internationale Einheitensystem (SI) ausführlich behandelt, und es werden verschiedene Messinstrumente vorgestellt, darunter sowohl analoge als auch digitale Geräte.
Kapitel 3: Dieses Kapitel behandelt das wichtige Thema der Unsicherheitsabschätzung. Es betont die Tatsache, dass alle Messungen mit einer gewissen Unsicherheit behaftet sind, und erläutert, wie diese Unsicherheit quantifiziert und angegeben werden kann. Das Kapitel behandelt sowohl die Unsicherheitsabschätzung bei direkten als auch bei indirekten Messungen.
Schlüsselwörter
Die wichtigsten Themen und Konzepte, die in diesem Skript behandelt werden, umfassen physikalische Größen, Messtechnik, Messinstrumente, Messmethoden, absolute Unsicherheit, Fehleranalyse und das Internationale Einheitensystem (SI). Die Anwendungen der Metrologie in verschiedenen Bereichen der Physik und Chemie werden ebenfalls diskutiert.
- Citation du texte
- Nabil Safta (Auteur), 2018, Introduction à la Métrologie. Notes de cours et applications, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/449043
