Fais toi plaisir
Pour comprendre le terme "fluctuations thermiques", il faut revenir à ce que signifie
physiquement la température sans s’arrêter à la notion de chaud et de froid qu’elle décrit
pourtant si bien. Si la température d’une enceinte est au zéro absolu : 0 K, ce qui correspond
environ à −273.15 °C, absolument tous les constituants dans l’enceinte sont parfaitement
immobiles. Dès qu’on augmente un peu la température, les molécules se mettent à vibrer
autour de leur position d’équilibre. Plus la température est élevée, plus cette vibration
est importante. Nous qui vivons dans un monde à 25 °C, c’est à dire près de 300 degrés
au-dessus du zéro absolu ou encore 300 K, devrait-on voir tout vibrer autour de nous ?
En réalité, ces vibrations sont toutes petites car l’énergie associée à cette vibration Eth
est également toute petite, de l’ordre de Eth = kBT où kB = 1.38 × 10−23 J/K est la
constante de Boltzmann. L’énergie est donc de Eth ≈ 4 × 10−19 J. Pour fixer les idées,
l’énergie nécessaire pour soulever une masse m de 1 g d’une hauteur h = 1 mm est égale
à mgh = 1 × 10−5 J
1
, c’est à dire un peu plus de mille milliards de fois plus grande
que l’énergie thermique. Autrement dit, on ne voit rien à notre échelle. On ne ressent
cette agitation thermique que par la sensation de chaud ou de froid qu’elle procure. On
peut maintenant comprendre la définition du terme "fluctuation thermique" qui désigne
en mécanique statistique le phénomène de déplacement aléatoire d’un objet autour de sa
position d’équilibre.
