Homogénéité (physique)
En mesure physique, l'homogénéité désigne le fait, pour deux grandeurs mesurées, de pouvoir être reliées entre elles par un coefficient scalaire, c'est-à-dire une grandeur (généralement réelle, rarement complexe) sans dimension.
Ne doit pas être confondu avec Homogénéité (matériau).
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L'homogénéité entre deux grandeurs peut être décomposée en homogénéité dimensionnelle et homogénéité tensorielle.
Homogénéité dimensionnelle
Si deux grandeurs s'expriment dans la même unité, elles sont homogènes. Deux grandeurs exprimées dans deux unités différentes sont homogènes s'il existe entre elles un facteur de conversion sans dimension. Par exemple une grandeur exprimée en mètres est homogène avec une grandeur exprimée en parsecs. Le choix de l'unité est conventionnel ou utilitaire.
La vérification de l'homogénéité du résultat trouvé par rapport à la question posée est la première chose à faire pour ne pas donner de résultat aberrant.
C'est également cette notion qui permet l'analyse dimensionnelle.
Homogénéité tensorielle
L'homogénéité tensorielle, plus rarement utilisée, désigne la correspondance entre deux tenseurs d'ordre et de dimension identiques.
Ainsi, un scalaire tel qu'une masse est homogène à un autre scalaire ; un vecteur tel qu'une force est homogène à un autre vecteur ; une matrice telle que l'inertie d'un solide est homogène à une autre matrice.
Au contraire, un vecteur-force, bien que dimensionnellement homogène à une force, et exprimé en newtons, n'est pas homogène avec une valeur-force, scalaire également exprimé en newtons.
Principes généraux d'homogénéité
L'homogénéité est nécessaire ou bien pour comparer des grandeurs, ou bien pour les additionner. L'expression « additionner des choux et des carottes » désigne une violation de cette règle.
L'homogénéité n'est toutefois pas toujours suffisante pour que l'addition de deux grandeurs ait un sens physique (même si elle est suffisante pour que l'addition soit possible) : un couple au sens de la mécanique est exprimé en newton mètre (N m), unité égale à un joule (J), unité d'énergie, mais additionner un couple et une énergie ne donne pas de résultat exploitable. De même, les puissances apparente et réactives s'expriment respectivement en voltampère et en voltampère réactif, homogènes à des watts (et le facteur de conversion vaut 1), mais traduisent des grandeurs qu'on ne peut additionner directement. Enfin, le becquerel et le hertz sont tous deux homogènes à l'inverse d'une seconde (s−1), mais le becquerel sous-entend « désintégrations radioactives par seconde » alors que le hertz désigne des « périodes par seconde ».
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