grandeur

longueur

longueur — de l'anatomie des formules
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Description

La longueur est une mesure de l'étendue spatiale d'un objet ou de la distance entre deux points. En physique, elle constitue l'une des sept grandeurs de base du Système international d'unités (SI), avec le mètre comme unité. La longueur apparaît dans presque toutes les formules, de la cinématique simple (distance = vitesse × temps) à la longueur d'onde de la lumière et à la taille d'un système en thermodynamique.

Histoire

La mesure de la longueur est aussi ancienne que la civilisation ; le mètre a été introduit pendant la Révolution française (années 1790) comme une fraction du méridien terrestre. La définition actuelle, fondée sur la vitesse de la lumière, a été adoptée en 1983.

Comment ça marche

La longueur est définie de manière opérationnelle : c'est ce que mesure une règle. En physique moderne, le mètre est défini par la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 de seconde, reliant ainsi la longueur à la vitesse de la lumière. En géométrie et en calcul infinitésimal, la longueur peut être généralisée en longueur d'arc le long des courbes, calculée par des intégrales.

En pratique

Indispensable pour l'ingénierie, la construction, la navigation et toute la physique expérimentale — de la mesure des trajectoires de particules aux distances astronomiques.

Anecdote

La longueur de Planck (environ 1,6 × 10⁻³⁵ mètre) est la plus petite longueur significative en gravité quantique ; en dessous, nos lois physiques actuelles ne s'appliquent plus.

Concept graph →

Formules

$$V(r) = -g \frac{e^{-r/\lambda}}{r}$$
Potential decaying exponentially with distance.
Ce qu'il y a dans la formule
VvariablePotential energy — énergie potentielle joule
rvariableRadial distance from source — distance metre
gvariableCoupling strength (not a universal constant) joule metre
λvariableScreening length (range of interaction) — longueur metre
$$\Delta\phi = \frac{2\pi}{\lambda} \Delta n L$$
Phase change due to refractive index variation in medium.
Ce qu'il y a dans la formule
ΔφvariablePhase shift — déphasage radian
λvariableWavelength of light — longueur d'onde metre
ΔnvariableChange in refractive index — refractive index change
LvariablePath length through medium — longueur metre
$$q = Z/X$$
Axis ratio is height divided by length.
Ce qu'il y a dans la formule
qvariableAxis ratio — axis ratio
ZvariableHeight (vertical extent) — longueur metre
XvariableLength (horizontal extent) — longueur metre
$$k(r) = rac{\sigma^2 2^{1-\nu}}{\Gamma(\nu)} \left( \frac{\sqrt{2\nu} r}{l} \right)^\nu K_\nu \left( \frac{\sqrt{2\nu} r}{l} \right)$$
A covariance function for Gaussian processes with smoothness parameter ν.
Ce qu'il y a dans la formule
rvariabledistance between two points — distance metre
νvariablesmoothness parameter
lvariablelength scale parameter — longueur metre
σvariablevariance amplitude — variance square metre
ΓopérateurGamma function, generalizes factorial — gamma function
K_νopérateurModified Bessel function of the second kind of order ν — modified bessel function second kind
$$r_{\text{sh}} / r_{\text{H}} \ge \frac{3\sqrt{3}}{2}$$
The shadow radius of a Schwarzschild black hole is at least 3√3/2 times the event horizon radius.
Ce qu'il y a dans la formule
r_{\text{sh}}variableShadow radius as seen by a distant observer — longueur metre
r_{\text{H}}variableEvent horizon radius of the black hole — longueur metre
$$P = 2\pi \sqrt{\frac{a^3}{GM}}$$
Orbital period squared is proportional to semi-major axis cubed.
Ce qu'il y a dans la formule
Pvariableorbital period — period second
avariablesemi-major axis of the orbit — longueur metre
Mvariablemass of the central body — masse kilogram
Gconstanteconstant of universal gravitation — constante gravitationnelle = 6.67430e-11 cubic metre per kilogram per second squared
sqrtopérateurtakes the square root — racine carrée

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