Département de physique. Interpréter des phénomènes naturels à l'aide des lois de l optique, de la physique ondulatoire et de la physique moderne.

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1 Département de physique DEVIS DU COURS PHYSIQUE : ONDES ET PHYSIQUE MODERNE SF ÉNONCÉ DE LA COMPÉTENCE 01YG : Interpréter des phénomènes naturels à l'aide des lois de l optique, de la physique ondulatoire et de la physique moderne. pédagogique et institutionnel 1 14 juin 2002

2 Devis de cours Sciences, Lettres et Arts NOM DU PROGRAMME Nº du cours Titre du cours 203-FWC-05 Physique : Ondes et physique moderne Pondération Nombre Préalables d heures Classe et laboratoire Forme d enseignement Énoncé(s) de la compétence Interpréter des phénomènes naturels à l'aide de l'optique, de la physique ondulatoire et de la physique moderne. Éléments de la compétence 1. Décrire le 2. Modéliser le 3. Résoudre des problèmes associés aux phénomènes. 4. Vérifier expérimentalement des modèles. Incidence des orientations locales sur le cours Progression des apprentissages visés pour les compétences développées dans le cours Ce cours de physique est le dernier d'une série de trois que suivront les élèves de ce programme qui choisissent la voie mathématique-physique. On utilisera certains outils mathématiques (notion de limite, dérivée, intégrale) selon les besoins. Les exemples utilisés dans ce cours s'inspireront de la réalité quotidienne d'une part, ou d'un thème commun proposé par le comité de programme. pédagogique et institutionnel 2 14 juin 2002

3 Élément de la compétence : Décrire le Exprimer toute grandeur physique selon une terminologie et un symbolisme approprié. Représenter des grandeurs physiques orientées par un vecteur sous les formes cartésienne et polaire. Décrire des situations impliquant l'observation de phénomènes physiques. Illustrer toute situation observable à l aide de schéma ou de croquis appropriés. Identifier et décrire les paramètres physiques associés aux mouvements des corps. Répertorier toutes les relations impliquant les paramètres identifiés lors de l observation d un Utilisation appropriée de la terminologie. Schématisation claire du phénomène étudié. Identification des manifestations observables. Établissement des relations entre les paramètres physiques et les causes du Liste des phénomènes à décrire dans le cours d ondes et physique moderne: Mouvement harmonique simple (cinématique, dynamique, énergétique), la résonance, les ondes mécaniques (progressive, stationnaire), le son, l effet Doppler, le battement, la lumière, la réflexion, la réfraction, optique géométrique (miroirs, lentilles, instruments d optique), optique physique (interférence, diffraction, réseaux, polarisation, applications technologiques), théorie quantique, physique atomique. Aborder un des sujets suivants: relativité restreinte, physique nucléaire. pédagogique et institutionnel 3 14 juin 2002

4 Élément de la compétence : Modéliser le Identification des variables pertinentes. Choix judicieux des principes ou lois de la physique. Application rigoureuse des principes ou des lois de la physique. Construction d'une solution mathématique rigoureuse. Prédiction plausible de l'évolution du Évaluation de la limite du modèle. Énumérer toutes les variables impliquées lors de l'observation du phénomène physique. Distinguer les variables et les constantes. Déterminer les lois et principes impliqués dans l'observation du Ordonner les opérations mathématiques nécessaires à l'obtention d'une solution. Proposer des hypothèses sur l'évolution du Représenter qualitativement des figures d'interférence et de diffraction. Établir les limites du modèle. Lois et principes servant à modéliser les phénomènes dans le cours d ondes et physique moderne: Lois de la cinématique, lois de Newton, loi de Hooke, principes de conservation de l énergie et de la quantité de mouvement, loi de Coulomb, principe de superposition, lois de la réflexion et de la réfraction, *(les postulats de la relativité, les transformations de Lorentz, la loi de désintégration radioactive). *(selon les choix de champ d étude). pédagogique et institutionnel 4 14 juin 2002

5 Élément de la compétence : Résoudre des problèmes associés aux phénomènes. Écrire toutes les données initiales (constantes et variables) inhérentes à une situation physique demandant une solution. Faire un schéma illustrant adéquatement la situation physique à l'étude. Rédiger clairement sa démarche en citant dans un ordre logique les principes et lois physiques intervenant dans la solution. Effectuer toutes les opérations mathématiques menant à une démonstration théorique où au calcul des grandeurs inconnues demandées. Justifier par des arguments appropriés les résultats obtenus. Représentation claire de la situation. Élaboration d'une solution mathématique rigoureuse. Représentation mathématique et graphique juste. Application exacte des outils mathématiques. Critique de la vraisemblance des résultats. Liste des phénomènes à aborder sous forme de problèmes à résoudre dans le cours d ondes et physique moderne : Mouvement harmonique simple (cinématique, dynamique, énergétique, les ondes mécaniques (progressive, stationnaire), le son, l effet Doppler, le battement, la lumière, la réflexion, la réfraction, optique géométrique (miroirs, lentilles, instruments d optique), optique physique (interférence, diffraction, réseaux, polarisation, applications technologiques), théorie quantique, physique atomique,*(relativité restreinte, physique nucléaire). *(Selon les choix de champ d étude). pédagogique et institutionnel 5 14 juin 2002

6 Élément de la compétence : Vérifier expérimentalement des modèles. Exprimer le(s) but(s) d une expérimentation à partir de l observation d un Établir, s il y a lieu, un protocole expérimental. Appliquer adéquatement un protocole expérimental. Manipuler tout appareil ou instrument selon les règles prescrites. Déterminer la précision des appareils de mesure utilisés. Effectuer tous les calculs, y compris ceux des incertitudes des résultats de l expérimentation. Recueillir et ordonner dans un tableau toutes les données et résultats de calculs nécessaires à l obtention des buts visés par l expérimentation. Justifier à partir d arguments scientifiques la pertinence des résultats obtenus. Produire un rapport scientifique sur support informatique (traitement de texte, chiffrier, dessins et graphiques). Identification claire du but de l'expérience. Respect du protocole et des techniques de l'expérimentation. Utilisation correcte du matériel de laboratoire. Présentation systématique des données, des calculs et des résultats. Estimation et calcul rigoureux des incertitudes. Interprétation juste des résultats. Production d'un rapport scientifique. Choix de modèles pouvant être observés en laboratoire dans le cours d ondes et physique moderne: - Pendule simple/composé et ressort en MHS - Résonance d un système m-k-b - Marche des rayons lumineux - Instruments d optique (modélisation). - Mesure de la vitesse du son - Ondes stationnaires dans une corde - Interférence et diffraction - Spectre de l atome d hydrogène. pédagogique et institutionnel 6 14 juin 2002