PHYSIQUELes moyens de l'expérimentation

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L'observation des phénomènes physiques et de leur modification sous l'action de facteurs appropriés est rendue quantitative grâce à la définition d'une grandeur caractéristique du phénomène étudié et au choix pour celle-ci d'une valeur de référence : l'unité (cf. système d'unités). La comparaison entre cette grandeur et l'unité donne un nombre, ou « mesure », qui permet l'établissement ou la vérification de relations mathématiques entre le phénomène et ses causes. Cette comparaison est effectuée par un dispositif particulier au phénomène et que l'on appelle un instrument de mesure. Ainsi, la mesure de la longueur d'un objet s'effectue par comparaison visuelle avec l'unité de longueur tracée sur une règle. Le dispositif expérimental est ici particulièrement simple, puisqu'il ne fait appel qu'à l'objet et à un instrument ne nécessitant pas de réglages, la règle.

Cette mesure ne correspond pas cependant au problème posé au physicien, mais plutôt à un problème commercial courant, car il n'y a aucune loi physique à découvrir dans cette mesure. Le physicien se demande comment varie la longueur de l'objet en fonction de facteurs physiques, tels que la température ou la pression. Il faut donc que l'objet à l'étude soit enfermé dans une cellule de mesure destinée à le placer dans des conditions définies et à permettre une variation séparée des différents facteurs physiques. Cette cellule comprend des dispositifs mesurant chacun des paramètres variables ou contrôlables.

D'autre part, les résultats obtenus ne sont reproductibles et significatifs que si l'objet mesuré est lui-même parfaitement bien défini et reproductible. On arrive ainsi à la notion d'échantillon, élément de matière soumis à l'expérimentation et préparé dans les conditions les plus rigoureuses.

Enfin, si le physicien cherche à augmenter la finesse de ses résultats ou à observer des variations de plus en plus petites, la comparaison visuelle, pour reprendre l'exemple précédent, des traits de la règle avec les dimensions de l'échantillon devient insuffisante. On peut a [...]


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Écrit par :

  • : professeur à la faculté des sciences de Grenoble, président du groupe d'évaluation et de prospective en instrumentation du ministère de l'Industrie et de la Recherche

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Pour citer l’article

Michel SOUTIF, « PHYSIQUE - Les moyens de l'expérimentation », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 23 novembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/physique-les-moyens-de-l-experimentation/