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Programme de Physique Chimie

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by

Olivier Godey

on 8 July 2014

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Transcript of Programme de Physique Chimie

Observer
Ondes et matière
Les ondes et les particules sont supports d’informations.
Comment les détecte-t-on ? Quelles sont les caractéristiques et les propriétés des ondes ?
Comment réaliser et exploiter des spectres pour identifier des atomes et des molécules ?

Programme de Physique Chimie
Terminale Scientifique

Ondes et particules

Rayonnements dans l’Univers

Absorption de rayonnements par l’atmosphère terrestre.


Extraire et exploiter des informations sur l’absorption de rayonnements par l’atmosphère terrestre et ses conséquences sur l’observation des sources de rayonnements dans l’Univers.

Connaître des sources de rayonnement radio, infrarouge et ultraviolet.

Compétences exigibles
Les ondes dans la matière

Houle, ondes sismiques, ondes sonores.
Magnitude d’un séisme sur l’échelle de Richter.


Niveau d’intensité sonore.

Compétences exigibles
Extraire et exploiter des informations sur les
manifestations des ondes mécaniques dans la matière.

Connaître et exploiter la relation liant le niveau d’intensité
sonore à l’intensité sonore.


Détecteurs d’ondes
(mécaniques et
électromagnétiques) et de
particules
(photons,
particules élémentaires ou non).

Compétences exigibles

Extraire et exploiter des informations sur :
- des sources d’ondes et de particules et leurs utilisations ;
- un dispositif de détection.
Pratiquer une démarche expérimentale mettant en œuvre
un capteur ou un dispositif de détection.

Caractéristiques et propriétés des ondes
Caractéristiques des ondes

Ondes progressives. Grandeurs physiques associées.
Retard.

Ondes progressives périodiques, ondes sinusoïdales.

Ondes sonores et ultrasonores.
Analyse spectrale. Hauteur et timbre.

Compétences éxigibles

Définir une onde progressive à une dimension.
Connaître et exploiter la relation entre retard, distance et vitesse de propagation (célérité).
Pratiquer une démarche expérimentale visant à étudier qualitativement et quantitativement un phénomène de propagation d’une onde.

Définir, pour une onde progressive sinusoïdale, la période, la fréquence et la longueur d’onde.
Connaître et exploiter la relation entre la période ou la fréquence, la longueur d’onde et la célérité.
Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la période, la fréquence, la longueur d’onde et la célérité d’une onde progressive sinusoïdale.

Réaliser l’analyse spectrale d’un son musical et l’exploiter pour en caractériser la hauteur et le timbre.

Sismographe
http://scphysiques.free.fr/TS/physiqueTS/sismometre.swf
Spectre électromagnétique

http://scphysiques.free.fr/TS/physiqueTS/spectreem.swf
Types d'onde
http://scphysiques.free.fr/TS/physiqueTS/OMPlongtrans3.swf
Le retard
http://scphysiques.free.fr/TS/physiqueTS/OMPretard.swf

Comment exploite-t-on des phénomènes périodiques pour accéder à la mesure du temps ? En quoi le
concept de temps joue-t-il un rôle essentiel dans la relativité ? Quels paramètres influencent l’évolution
chimique ? Comment la structure des molécules permet-elle d'interpréter leurs propriétés ? Comment les
réactions en chimie organique et celles par échange de proton participent-elles de la transformation de la matière ? Comment s’effectuent les transferts d’énergie à différentes échelles ? Comment se manifeste la réalité quantique, notamment pour la lumière ?

Comprendre
Lois et modèles
Propriétés des ondes

Diffraction.
Influence relative de la taille de l’ouverture ou de
l’obstacle et de la longueur d’onde sur le phénomène de diffraction.

Cas des ondes lumineuses monochromatiques, cas de la lumière blanche.

Interférences.

Cas des ondes lumineuses monochromatiques, cas de la lumière blanche. Couleurs interférentielles.

Effet Doppler.
Compétences exigibles

Savoir que l’importance du phénomène de diffraction est
liée au rapport de la longueur d’onde aux dimensions de l’ouverture ou de l’obstacle.
Connaître et exploiter la relation
Identifier les situations physiques où il est pertinent de prendre en compte le phénomène de diffraction.
Pratiquer une démarche expérimentale visant à étudier ou utiliser le phénomène de diffraction dans le cas des ondes lumineuses.

Connaître et exploiter les conditions d’interférences constructives et destructives pour des ondes monochromatiques.
Pratiquer une démarche expérimentale visant à étudier quantitativement le phénomène d’interférence dans le cas des ondes lumineuses.

Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour mesurer une vitesse en utilisant l’effet Doppler.
Exploiter l’expression du décalage Doppler de la fréquence dans le cas des faibles vitesses.
Utiliser des données spectrales et un logiciel de traitement d’images pour illustrer l’utilisation de l’effet Doppler comme moyen d’investigation en astrophysique.
Interférences et diffraction

http://www.ostralo.net/3_animations/swf/InterferenceLaser.swf
Interférences constructives et destructives

http://www.ostralo.net/3_animations/swf/interferences.swf
Spectre électromagnétique

http://www.ostralo.net/3_animations/swf/ondesEM_frise.swf
Effet Doppler

http://scphysiques.free.fr/TS/physiqueTS/Doppler.swf

http://www.ostralo.net/3_animations/swf/doppler.swf
Analyse spectrale
Spectres UV-visible

Lien entre couleur perçue et longueur d’onde au maximum d’absorption de substances organiques ou inorganiques.

Compétences exigibles

Mettre en œuvre un protocole expérimental pour caractériser une espèce colorée.
Exploiter des spectres UV-visible.

Le spectrophotomètre

http://scphysiques.free.fr/TS/chimieTS/spectrophotometre3.swf

http://www.ostralo.net/3_animations/swf/spectro.swf
Spectres IR

Identification de liaisons à l’aide du nombre d’onde
correspondant ; détermination de groupes
caractéristiques.

Mise en évidence de la liaison hydrogène.

Compétences exigibles

Exploiter un spectre IR pour déterminer des groupes
caractéristiques à l’aide de tables de données ou de logiciels.
Associer un groupe caractéristique à une fonction dans le cas des alcool, aldéhyde, cétone, acide carboxylique, ester, amine, amide.
Connaître les règles de nomenclature de ces composés
ainsi que celles des alcanes et des alcènes.
Spectres RMN du proton

Identification de molécules organiques à l’aide :
- du déplacement chimique ;
- de l’intégration ;
- de la multiplicité du signal : règle des (n+1)-uplets.

Vidéo : obtention et d’interprétation d’un spectre IR et d’un spectre RMN

http://av.vimeo.com/09009/789/118471378.mp4?token2=1404684073_cfd06d1007130d731c9f1f06e81f2ae5&aksessionid=34b7cf05a2cbd3f7&ns=4
Compétences exigibles

Relier un spectre RMN simple à une molécule organique
donnée, à l’aide de tables de données ou de logiciels.
Identifier les protons équivalents. Relier la multiplicité du
signal au nombre de voisins.

Extraire et exploiter des informations sur différents types
de spectres et sur leurs utilisations.

Temps, mouvement
et évolution


Temps, cinématique et dynamique newtoniennes


Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse et accélération.


Référentiel galiléen.
Lois de Newton : principe d’inertie, et
principe des actions réciproques.

Conservation de la quantité de mouvement d’un système isolé.

Mouvement d’un satellite.
Révolution de la Terre autour du Soleil.

Lois de Kepler.
Compétences exigibles

Extraire et exploiter des informations relatives à la mesure du temps pour justifier l’évolution de la définition de la seconde.

Choisir un référentiel d’étude.
Définir et reconnaître des mouvements (rectiligne uniforme, rectiligne uniformément varié, circulaire uniforme, circulaire non uniforme) et donner dans chaque cas les caractéristiques du vecteur accélération.

Définir la quantité de mouvement d’un point matériel.
Connaître et exploiter les trois lois de Newton ; les mettre en œuvre pour étudier des mouvements dans des champs de pesanteur et électrostatique uniformes.
Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour étudier un mouvement.

Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour interpréter un mode de propulsion par réaction à l’aide d’un bilan qualitatif de quantité de mouvement.

Démontrer que, dans l’approximation des trajectoires circulaires, le mouvement d’un satellite, d’une planète, est uniforme. Établir l’expression de sa vitesse et de sa période.

Connaître les trois lois de Kepler ; exploiter la troisième dans le cas d’un mouvement circulaire.
La seconde loi de Kepler : la loi des aires

http://www.ostralo.net/3_animations/swf/kepler.swf
Vecteurs vitesse et accélération

http://scphysiques.free.fr/TS/physiqueTS/vecteurs_v_a.swf
La centrifugeuse humaine

http://fr.ria.ru/images/18921/91/189219119.swf
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