Mikroskopisch und makroskopisch

Die Begriffe mikroskopisch und makroskopisch unterscheiden zwischen kleinen und großen Objekten, aber die Grenze zwischen beiden hängt vom Kontext ab.

Der Begriff mikroskopisch wurde gebildet xviii th  Jahrhundert aus dem Substantiv Mikroskop (Namen eines optischen Instruments entwickelte xvii - ten  Jahrhundert) und das Suffix -ic (das lateinische -icus , „on“). Der Begriff Makro wird in geschmiedet neunzehnten th  Jahrhundert aus dem Präfix Makro auf dem Modell mikroskopisch .

Hauptbedeutungen

• In der Biologie , den Geowissenschaften und meistens in der Physik ist das, was mit bloßem Auge gesehen werden kann, makroskopisch . Was nur durch ein Mikroskop (Abmessungen unter 0,1  mm ) gesehen werden kann, ist mikroskopisch .
• In der Alltagssprache wird ein Objekt oder ein Konzept häufig als mikroskopisch bezeichnet, wenn es sich um eine vernachlässigbare Materie handelt, ohne dass ein großes Interesse besteht. Das makroskopische Antonyme wird wenig verwendet.
• Für die Teilchenphysik und häufig die Quantenphysik ist die mikroskopische Welt diejenige von Dimensionen, die mit der eines Atoms oder weniger vergleichbar sind, die makroskopische Welt ist die von Dimensionen größer als 10-100  nm .
• In der Thermodynamik und insbesondere in der statistischen Physik  :
  • Ein System ist makroskopisch, wenn es genügend Atome enthält, um seine physikalischen und chemischen Eigenschaften anhand statistischer Größen wie Temperatur , Druck oder Konzentrationen zusammenfassen zu können . Da die Avogadro-Zahl extrem groß ist, kann eine makroskopische Domäne bei kondensierten Körpern (Flüssigkeiten und Feststoffe) fast so klein sein wie in der Teilchenphysik. Ein aus einem verdünnten Gas gebildetes System kann im Gegenteil nur ab Abmessungen in der Größenordnung von einem Zentimeter, einem Meter oder sogar viel mehr makroskopisch sein ( z. B. beim interstellaren Medium );
  • a „makroskopischer Zustand“ ein (makroskopischen) -System besteht aus all seinen messbaren Eigenschaften ( in erster Linie Temperatur, Druck und Konzentration Felder ). Der gleiche makroskopische Zustand kann einer Vielzahl verschiedener „mikroskopischer Zustände“ entsprechen, die jeweils durch die genaue Position und Energie der Atome gekennzeichnet sind, aus denen das System besteht. Die Vielfalt der mikroskopischen Zustände, die mit demselben makroskopischen Zustand kompatibel sind, steht im Mittelpunkt der statistischen Definition der Entropie .

Physikalische Skalen

Der Begriff der Skala von Phänomenen spielt in der Physik eine zentrale Rolle, wo wir zwischen „kleinen Skalen“ oder Mikroskalen und „großen Skalen“ oder Makroskalen unterscheiden. Dieser Begriff ist jedoch nicht mit dem absoluten Maß verbunden, das die Grundlage der Präfixe Mikro- und Makro bildet: Eine Menge ist an sich nicht klein, sondern nur so im Vergleich zu einer anderen, größeren. So besteht im Beispiel gasförmiger Medien die Mikroskala aus dem mittleren freien Weg eines Teilchens in der Größenordnung eines Mikrometers in der uns umgebenden Atmosphäre, jedoch eines Kilometers in einer galaktischen Wolke.

Dieser Begriff ermöglicht es, Zwischenskalen oder Mesoskalen wie die der Atmosphäre einzuführen .

Der Übergang von einer Skala zur anderen ist für die physikalische Modellierung von zentraler Bedeutung. Es gibt viele Techniken zur Durchführung dieser Operation: Volumen Lungs , Homogenisierung, Projektion , Momentenmethode ,  usw.

Anmerkungen und Referenzen

1. "  Mikroskop  " über das Nationale Zentrum für textuelle und lexikalische Ressourcen (abgerufen am 17. Mai 2017 ) .
2. "  Mikroskopisch  " über das Nationale Zentrum für textuelle und lexikalische Ressourcen (abgerufen am 17. Mai 2017 ) .
3. "  Makroskopisch  " im Nationalen Zentrum für textuelle und lexikalische Ressourcen (abgerufen am 17. Mai 2017 ) .
4. (in) Weinan E , Prinzipien der Multiskalenmodellierung , Cambridge University Press ,2011466  p. ( ISBN  978-1-107-09654-7 , online lesen ).