Unités de Temps

TEMPS Multiples et sous-multiples usuels
Dénomination Définition Dénominations Valeur Symbole
seconde

La seconde (s) est l'unité de temps. Elle est définie en prenant la valeur numérique fixée de la fréquence du césium, ΔVCs, la fréquence de la transition hyperfine de l'état fondamental de l'atome de césium 133 non perturbé égale à 9 192 631 770 lorsqu'elle est exprimée en Hz, où Hz est une unité de fréquence égale à s-1

jour

24 h = 86400 s j ou  d

heure

3600 s = 60 min h

minute

60 s min

seconde

1 s s

milliseconde

10−3 s ms

Ancienne définition
Durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133.

microseconde

10−6 s µs

nanoseconde

10−9 s ns

picoseconde

10−12 s ps

Redéfini en novembre 2018 lors de la 26e Conférence Générale des Poids et Mesures

La seconde se cale sur la fréquence du césium 133

CE QU'ELLE MESURE

Un intervalle de temps propre, c'est-à-dire une durée.

CE QUE ÇA VEUT DIRE

Une seconde correspond à 9 192 631 770 périodes de l'onde électromagnétique, qui fait passer l'électron libre d'un atome de césium 133 de son état de plus basse énergie au niveau supérieur.

COMMENT ELLE A ÉTÉ ÉTALONNÉE

Avec une horloge atomique à césium 133. Les métrologistes exposent des atomes de césium 133 à une lumière micro-onde dont l'énergie correspond à peu près à celle d'une transition hyperfine et comptent, avec un filtre et un détecteur, ceux qui ont été excités. Et reproduisent l'expérience, ajustant peu à peu l'énergie des photons jusqu'à ce que tous les atomes soient excités. Ils sont alors sûrs que la fréquence de leur lumière correspond exactement (à 1016 Hz près) à Δvcs... et disposent ainsi d'une horloge qui ne dérive que de 1 seconde tous les 300 millions d'années : une montre de référence pour caler toutes les autres.

CE QUI A CHANGÉ

La définition a été reformulée pour rendre explicite la valeur numérique fixée de Δvcs. Le principe n'a pas changé depuis 1967, date de l'abandon du temps astronomique qui définissait la seconde comme la 86400e partie du jour solaire.Science & Vie N° 1214 - Novembre 2018 - Le kilo devient quantique

En 1967, la 13e Conférence générale sur les poids et mesures a redéfini l'unité de temps internationale, la seconde, par rapport au rythme de l'atome de césium. Auparavant, la seconde était égale au 1/86 400 du jour solaire moyen, une mesure pas très fiable, car la Terre ne tourne pas toujours très rond. Les horloges atomiques utilisent un petit four pour vaporiser du césium. On soumet le jet d'atomes qui en résulte à un champ électromagnétique ce qui fait que les électrons gravitant autour des noyaux montent ou descendent d'un niveau d'énergie ; on dit qu'ils changent d'état. Dans le premier cas, ils émettent une radiation, dans le second, ils l'absorbent. Ils le font avec une régularité de métronome, au rythme de 9 192 631 770 vibrations par seconde. La marge d'erreur est de 1 s tous les trois millions d'années !

Remarque : Pour la minute, le symbole « m » peut être employé lorsqu'il ne saurait y avoir d'ambiguïté : par exemple 8h 16m 27s. Dans ce cas particulier, les symboles doivent s'écrire en exposant.

Particularité : De très nombreux français emploient le symbole « mn » pour minute.

MÀJ : 19 novembre 2018

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