échelle macroscopique - Macroscopic scale


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L' échelle macroscopique est l' échelle de longueur sur laquelle les objets ou phénomènes sont assez grandes pour être visibles presque pratiquement à l' œil nu , sans magnifier les instruments optiques .

vue d'ensemble

Appliqué à des phénomènes physiques et des corps, l'échelle macroscopique décrit les choses comme une personne peut directement les percevoir, sans l'aide de dispositifs grossissants. Ceci est en contraste avec les observations ( microscopie ) ou théories ( microphysique , physique statistique ) des objets géométriques de longueurs plus petites que peut - être quelques centaines de micromètres .

Une vue macroscopique d'une balle est juste que: une balle. A microscopique vue pourrait révéler une peau apparemment rond épais composée entièrement de fissures et des fissures plissées (vu à travers un microscope ) ou, en outre à l' échelle, une collection de molécules dans une plus ou moins sphérique forme. Un exemple d'une théorie physique qui prend un point de vue macroscopique est délibérément la thermodynamique . Un exemple d'un sujet qui s'étend de points de vue macroscopique microscopique est histologie .

Pas tout à fait la distinction entre macroscopique et microscopique, classique et la mécanique quantique sont des théories qui se distinguent de manière subtilement différente. À première vue , on pourrait penser à eux comme différant simplement la taille des objets qu'ils décrivent, les objets classiques étant considérés comme beaucoup plus grande à la masse et la taille géométrique que les objets quantiques, par exemple un ballon de football contre une fine particule de poussière. Un examen plus raffiné distingue la mécanique classique et quantique sur la base qui ne reconnaît pas que la matière et l' énergie mécanique classique ne peut être divisé en parcelles infinitésimales, de sorte que la division en fin de compte bien révèle des caractéristiques granulaires irréductiblement. Le critère de finesse est de savoir si oui ou non les interactions sont décrits en termes de la constante de Planck . Grosso modo, la mécanique classique considère les particules en termes mathématiques idéalisées même aussi fins que des points géométriques sans importance, ayant encore leurs masses finies. La mécanique classique considère mathématiquement idéalisés des matériaux étendus aussi importants géométriquement en continu. Ces idéalisations sont utiles pour la plupart des calculs de tous les jours, mais peuvent échouer entièrement des molécules, des atomes, des photons, et d' autres particules élémentaires. À bien des égards, la mécanique classique peut être considéré comme une théorie essentiellement macroscopique. A l'échelle beaucoup plus petite d'atomes et de molécules, la mécanique classique peut échouer, et les interactions entre les particules sont ensuite décrit par la mécanique quantique. Près de la minimum absolu de température , le condensat de Bose-Einstein présente des effets à l' échelle macroscopique cette description par la mécanique quantique exigent.

Le terme « mégascopique » est un synonyme. Aucun mot existe qui se réfère spécifiquement aux fonctionnalités souvent dépeints à des échelles réduites pour une meilleure compréhension, comme les zones géographiques ou des objets astronomiques. « Macroscopiques » peut également se référer à une « vue plus large », à savoir une vue disponible que d'une grande perspective. Une position macroscopique pourrait être considérée comme la « grande image ».

physique des hautes énergies par rapport à faible énergie physique

La physique des particules , qui traite des systèmes physiques les plus petits, est également connu comme la physique des hautes énergies . Physique des grandes longueurs échelles, y compris l'échelle macroscopique, est également connu comme faible énergie physique . Intuitivement, il peut sembler incorrect d'associer « haute énergie » avec la physique des très petites, à faible énergie de masse des systèmes, comme des particules subatomiques. Par comparaison, un gramme d' un atome d' hydrogène , un système macroscopique, a ~ 6 × 10 23 fois la masse-énergie d'un seul proton , un objet central de l' étude de la physique des hautes énergies. Même un ensemble de faisceau de protons circulent dans le LHC , une expérience de physique des hautes énergies, contient ~ 3,23 × 10 14 protons, chacun avec 6,5 × 10 12  eV d'énergie, pour une énergie de faisceau total de ~ 2,1 × 10 27  eV ou ~ 336,4 MJ , ce qui est encore ~ 2,7 × 10 5 fois plus faible que la masse-énergie d'un seul gramme d'hydrogène. Pourtant, le royaume est macroscopique « faible énergie physique », tandis que celle des particules quantiques est « physique des hautes énergies ».

La raison est que la « haute énergie » fait référence à l' énergie au niveau des particules quantiques . Alors que les systèmes macroscopiques ont en effet une teneur en énergie totale plus grande que toutes leurs particules quantiques constituant, il peut y avoir aucune expérience ou toute autre observation de cette énergie totale sans extraire la quantité respective d'énergie de chacune des particules quantiques - ce qui est exactement le domaine de la physique des hautes énergies. Expériences quotidiennes de la matière et l'Univers se caractérisent par une énergie très faible. Par exemple, l' énergie des photons de la lumière visible est d' environ 1,8 à 3,2 eV. De même, l' énergie de dissociation de liaison d'une liaison carbone-carbone est d' environ 3,6 eV. Ceci est l'échelle de l' énergie se manifeste au niveau macroscopique, comme dans les réactions chimiques . Photons Même avec une énergie beaucoup plus élevée, les rayons gamma du type produit dans la désintégration radioactive , ont une énergie de photons qui est presque toujours entre 10 5  eV et 10 7  eV - encore deux ordres de grandeur inférieure à la masse-énergie d'un seul proton. La désintégration radioactive des rayons gamma sont considérés comme faisant partie de la physique nucléaire , plutôt que de la physique des hautes énergies.

Enfin, en atteignant le niveau de particules quantiques, le domaine de haute énergie est révélé. Le proton a une masse-énergie d'environ 9,4 × 10 8  eV ; d'autres particules quantiques massives, à la fois élémentaires et hadronique , ont encore plus les énergies de masse. Les particules quantiques avec des énergies plus faibles de masse font également partie de la physique des hautes énergies; ils ont également une masse-énergie qui est beaucoup plus élevée que celle à l'échelle macroscopique (telles que des électrons ), ou sont également impliqués dans des réactions au niveau des particules (telles que les neutrinos ). Effets relativistes , comme dans les accélérateurs de particules et les rayons cosmiques , peuvent en outre augmenter l'énergie des particules accélérées par plusieurs ordres de grandeur, de même que l'énergie totale des particules issues de leur collision et annihilation .

Voir également

Références