Décrire l’Univers à différentes échelles

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Fiches
Classe(s) : 2de | Thème(s) : Une première présentation de l'Univers
Corpus Corpus 1
Décrire l’Univers à différentes échelles

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Rappels de cours

1L’Univers, de l’infiniment petit à l’infiniment grand

De l’infiniment petit, où règnent les particules élémentaires, à l’infiniment grand des galaxies, les tailles sont très différentes.


2À l’échelle atomique

La matière est formée d’atomes (diamètre de l’ordre de ). Un atome est constitué d’un noyau central autour duquel se déplacent des électrons séparés par du vide.

3À l’échelle cosmique

 Le système solaire est constitué du Soleil et de l’ensemble des astres qui gravitent autour de lui : les planètes accompagnées de satellites, de comètes, de poussières et de gaz interplanétaires. Son diamètre est voisin de .

 Notre Galaxie, nommée « Voie lactée », contient le système solaire ainsi que des milliards d’étoiles, parfois accompagnées d’autres systèmes planétaires. Elle s’étend sur environ .

 L’Univers est peuplé de nombreuses galaxies très éloignées les unes des autres et organisées en amas. L’Univers observable s’étend sur environ .

4La structure lacunaire

Le remplissage de l’espace par la matière est lacunaire, aussi bien au niveau de l’atome qu’à l’échelle cosmique : la plus grande place est occupée par le vide !

Méthodes

Évaluer des ordres de grandeur avec les puissances de 10

Le tableau suivant donne la taille d’objets très différents.


Diamètre d’un atome d’hydrogène


Diamètre d’une cellule


Diamètre de la Terre


Diamètre du Soleil


Diamètre de notre Galaxie






1. Exprimer les différentes longueurs en mètre, en utilisant la notation scientifique et les puissances de (>fiche45).

2. Comparer les tailles du Soleil et de la Terre en calculant le rapport de leurs diamètres.

Solution

1.











2..

Le Soleil est environ fois plus gros que la Terre.

Comprendre la structure lacunaire de l’atome

Le volume de l’atome d’hydrogène est de l’ordre de et celui de son noyau est de l’ordre de . Les électrons étant extrêmement petits, évaluer l’importance de la place occupée par la matière dans cet atome.

Solution

Ainsi, la matière occupe du volume total, ce qui illustre sa structure très lacunaire.

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