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Des objets de tailles relevant de différents ordres de grandeur.

Cet article liste les ordres de grandeur de longueur que l'on retrouve dans la nature.

Il illustre certaines de ces grandeurs par un exemple qui permet au lecteur de visualiser la dimension présentée.

Sous-multiples et multiples du mètre
10n Nom préfixé Symbole Nombre en français Valeur en mètres
10−30 quectomètre qm quintillionième 0,000 000 000 000 000 000 000 000 000 001
10−27 rontomètre rm quadrilliardième 0,000 000 000 000 000 000 000 000 001
10−24 yoctomètre ym quadrillionième 0,000 000 000 000 000 000 000 001
10−21 zeptomètre zm trilliardième 0,000 000 000 000 000 000 001
10−18 attomètre am trillionième 0,000 000 000 000 000 001
10−15 femtomètre fm billiardième 0,000 000 000 000 001
10−12 picomètre pm billionième 0,000 000 000 001
10−9 nanomètre nm milliardième 0,000 000 001
10−6 micromètre µm millionième 0,000 001
10−4 décimillimètre dmm dix millième 0,0001
10−3 millimètre mm millième 0,001
10−2 centimètre cm centième 0,01
10−1 décimètre dm dixième 0,1
100 mètre m un 1
101 décamètre dam dix 10
102 hectomètre hm cent 100
103 kilomètre km mille 1 000
104 myriamètre mam dix mille 10 000
106 mégamètre Mm million 1 000 000
109 gigamètre Gm milliard 1 000 000 000
1012 téramètre Tm billion 1 000 000 000 000
1015 pétamètre Pm billiard 1 000 000 000 000 000
1018 examètre Em trillion 1 000 000 000 000 000 000
1021 zettamètre Zm trilliard 1 000 000 000 000 000 000 000
1024 yottamètre Ym quadrillion 1 000 000 000 000 000 000 000 000
1027 ronnamètre Rm quadrilliard 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000
1030 quettamètre Qm quintillion 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

Ordres de grandeur

Taille subatomique

Ordre de grandeur des particules et des atomes (tailles inférieures à 1 nm, soit 10–9 m) :

  • 1,616 255(18) × 10−35 m : longueur de Planck[1] ;
  • < 10-18 m : taille d'un quark ;
  • 10-15 m = 1 fm : 1 femtomètre, ou 1 fermi en l'honneur du physicien Enrico Fermi. C'est la taille approximative d'une particule atomique : nucléon (proton, neutron) ou électron. Les dernières mesures du rayon de charge du proton donnent[2] un rayon de 0,841 4(19) × 10−15 m. Les scientifiques s'accordent à dire que l'électron étant une particule ponctuelle, celui-ci n'a pas de rayon[3] (expérimentalement inférieur à 10−22 m[4]). Le femtomètre est aussi la longueur d'onde de rayons γ de très haute énergie, la longueur d'onde de Compton des particules Tau et la portée de l'interaction forte ;
  • 10-14 m : taille approximative du noyau d'un atome, portée de la force nucléaire faible ;
  • 10-13 m = 0,1 pm = 100 fm, c'est une longueur d'onde commune pour un électron ;
  • 10-12 m : 1 picomètre ; la longueur d'onde des rayons X les plus courts fait approximativement 5 pm ;
  • 10-10 m = 0,1 nm = 1 Å : ordre de grandeur du rayon d'un atome (entre 0,25 Å pour l'hydrogène et 2,25 Å pour le césium) ; le rayon de Bohr a0 est de 0,529 177 210 8(18) × 10−10 m ;
  • 10–9 m = nm : ordre de grandeur de la distance interatomique dans un cristal ou une molécule ; rayon de la double hélice de l'ADN.

Taille nanométrique : 10–9 m, 10-8 m, 10-7 m

Ordre de grandeur des plus petites espèces vivantes (de l'ordre de nm à 1 µm, soit 10−9 à 10−6 m) :

Taille micrométrique

Ordre de grandeur des cellules (de l'ordre de µm à 1 mm, soit 10–6 à 10−3 m) :

  • 10–6 m : l'extrémité de la trompe (proboscis) d'un moustique est inférieur à µm[6]
  • 10–6 m : une bactérie mesure de 0,1 à 10 µm[7]
  • 10-4 m : un cheveu mesure entre 50 et 100 µm de diamètre[8]

Taille humaine

Ordre de grandeur des longueurs courantes dans le domaine humain (de l'ordre de mm à km, soit 10-3 à 103 m) :

  • 10-2 m = cm :
  • 100 m = 1 m :
    • un volume de 1 000 L est contenu dans un cube de 1 m d'arête ;
    • la taille humaine moyenne est d'environ 1,6 m pour une femme et 1,8 m pour un homme ;
    • dans une habitation française typique, la hauteur de plafond des pièces est d'environ 2,5 à 2,6 m.
  • 101 m = 10 m :
  • 102 m = 100 m :
    • 100 m est la longueur du côté d'un terrain de football ;
    • 115,5 m est la hauteur de l'arbre le plus haut du monde (Hyperion)[11].
    • 400 m est la circonférence d'un stade d'athlétisme[12].
    • le plus haut gratte-ciel, Burj Khalifa, fait 2 716,5 pieds = 828 m de haut[13].

Taille planétaire

Ordre de grandeur des phénomènes géologiques (de l'ordre de 1 à 100 000 km, soit 103 à 108 m) :

  • 103 m = km :
  • 104 m = 10 km :
  • 105 m = 100 km :
  • 106 m = 1 000 km :
    • Le diamètre de Thétys, un des plus grands satellites de Saturne, est de 1 060 km.
  • 107 m = 10 000 km :

Taille interplanétaire

Ordre de grandeur des distances entre planètes dans le système solaire (de l'ordre de 100 000 km à dix milliards de kilomètres, soit 108 à 1013 m) :

  • 108 m = 100 000 km :
    • distance parcourue par la lumière en une seconde : 299 792 458 m[20];
    • distance moyenne entre la Terre et la Lune : 384 400 km[21].
  • 109 m = 1 million de km :
    • diamètre du Soleil : 1 392 684 km
  • 1011 m = 100 millions de kilomètres :
    • distance moyenne entre la Terre et le Soleil : 150 millions de kilomètres, soit 1 ua[22].
  • 1012 m = 1 milliard de kilomètres :
  • 1013 m = 10 milliards de kilomètres :
    • rayon du système solaire : 18 milliards de kilomètres, soit 120 ua. On considère que la frontière extérieure du système solaire est l'héliopause.
    • demi-grand axe de Sedna : 78,45 × 109 km, soit 515 ua. Un des objets connus du Système solaire les plus lointains.

Taille interstellaire

Ordre de grandeur des distances entre les étoiles dans notre Galaxie (de l'ordre de 1016 m) :

  • une année-lumière, la distance parcourue par la lumière en une année, vaut 9 460 800 000 000 km, soit environ 9,5 × 1015 m, soit environ 63 000 ua ;
  • un parsec vaut environ 3,18 × 1016 m ou 3,26 années-lumière, soit à peu près 206 000 ua ;
  • Proxima du Centaure, l'étoile la plus proche du Soleil, se trouve à environ 4 × 1016 m (1,3 parsec, 4,28 années-lumière)[24].

Taille intergalactique

Ordre de grandeur des distances galactiques (supérieures à 1018 m) :

  • 1019 m :
    • la Voie lactée a une épaisseur de 1 500 années-lumière (1,4 × 1019 m) ;
  • 1020 m :
    • le Soleil se trouve à 28 000 années-lumière du centre de la Voie lactée (2,6 × 1020 m)[25] ;
  • 1021 m :
    • la Voie lactée a un diamètre de 100 000 années-lumière (9,5 × 1020 m))[26] ;
  • 1022 m :
    • la galaxie d'Andromède se trouve à 2,36 millions d'années-lumière de la Voie lactée (2,2 × 1022 m) ;
  • 1025 m :
    • Taille approximative du Grand Mur de Sloan, 3e plus grand superamas de l'univers ;
  • 1026 m :
    • la plus grande distance observable dans l'univers est d'environ 13,7 × 109 années-lumière (1,3 × 1026 m).

Graphique

Échelles de tailles du vivant.

Notes et références

  1. (en) Comité de données pour la science et la technologie (CODATA), « Planck length » Longueur de Planck »], symbole, expressions et valeur numérique de la longueur de Planck.
  2. (en) Comité de données pour la science et la technologie (CODATA), « proton rms charge radius » Rayon de charge du proton »], symbole, expressions et valeur numérique du rayon de charge du proton.
  3. « L'Électron », sur cnrs.fr (consulté le ).
  4. (en) Hans Dehmelt, « A Single Atomic Particle Forever Floating at Rest in Free Space: New Value for Electron Radius », Physica Scripta, vol. 1988, no T22, , p. 102 (ISSN 1402-4896, DOI 10.1088/0031-8949/1988/T22/016, lire en ligne, consulté le ).
  5. « Muséum de Grenoble », sur grenoble.fr (consulté le ).
  6. http://iopscience.iop.org/1748-3190/3/4/046001
  7. (en) « Bacteriologie.net », sur bacteriologie.net (consulté le ).
  8. L'Oréal.
  9. (en) Christian Rabeling, Jeremy M. Brown et Manfred Verhaagh, « Newly discovered sister lineage sheds light on early ant evolution », PNAS, (DOI 10.1073/pnas.0806187105).
  10. Ant ecology (présentation en ligne).
  11. .
  12. Encyclopédie Larousse.
  13. Site officiel Burj Khalifa.
  14. « Le mont Blanc a perdu plus de deux mètres en deux ans et culmine désormais à 4 805,59 mètres », France Info, (lire en ligne, consulté le ).
  15. (en) Freddie Wilkinson, Mount Everest is more than two feet taller, China and Nepal announce, National Geographic, 8 décembre 2020.
  16. (en) « Hawaiian Volcano Observatory - Home », United States Geological Survey (consulté le ).
  17. , Pourquoi le marathon fait-il une distance de 42,195 km ?, consulté le 10/01/2011.
  18. NASA, Lire en ligne.
  19. NASA, Solar Systeme exploration.
  20. Organisme du CODATA, 2002, Peter J. Mohh et Barry N. Taylor, « CODATA recommended values of the fundamental physical constants: 2002 », dans Reviews of Modern Physics, vol. 77, no 1, 2005, p. 1-107, sur physics.nist.gov [archive] [PDF].
  21. NASA, Solar Systeme exploration.
  22. NASA, Solar Systeme exploration.
  23. « insu.cnrs.fr/image1368,schema-… »(Archive.orgWikiwixArchive.isGoogle • Que faire ?).
  24. James B. Kaler, Proxima Centaury.
  25. Christophe, « La Voie lactée - Notre Galaxie », sur le-systeme-solaire.net, (consulté le ).
  26. Christian, Eric et Safi-Harb, Samar,« Ask an Astrophysicist », NASA.

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes