PROGRESSION sur L ANNEE SCOLAIRE

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1 PROGRESSION sur L ANNEE SCOLAIRE ONDES 1. Ondes et particules 2. Caractéristiques des ondes 3. Propriétés des ondes ANALYSE CHIMIQUE 4. Analyse spectrale 5. Réaction chimique par échange de proton 6. Contrôle de la qualité par dosage TEMPS, MOUVEMENT ET EVOLUTION 7. Temps et évolution chimique : cinétique et catalyse 8. Cinématique et dynamique newtoniennes 9. Application des lois de Newton et des lois de Kepler 10. Travail et énergie 11. Temps et relativité restreinte SYNTHESE DE MOLECULES ORGANIQUES 12. Représentation spatiale des molécules 13. Transformation en chimie organique : aspect macroscopique 14. Transformation en chimie organique : aspect microscopique 15. Stratégie de synthèse et sélectivité en chimie organique ENERGIE ET DEVELOPPEMENT DURABLE 16. Transfert macroscopique d énergie 17. Transfert quantique d énergie et dualité onde-corpuscule 18. Les enjeux énergétiques 19. Une chimie pour un développement durable TRANSMETTRE ET STOCKER L INFORMATION 20. Numérisation de l information 21. Transmission et stockage de l information Page 1 sur 6

2 COURS 1 _ ONDES ET PARTICULES: SUPPORT D'INFORMATIONS I) LES RAYONNEMENTS 1. Qu'est ce qu'un rayonnement? 2. Divers rayonnements 3. Propagation dans le vide 4. Sources de rayonnements 5. Interaction avec la matière II) LES ONDES MECANIQUES III) DETECTION IV) SUPPORTS D INFORMATIONS Compétences exigibles au baccalauréat: page 28 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. Extraire et exploiter des informations sur les manifestations des ondes mécaniques dans la matière. Extraire et exploiter des informations sur : o Des sources d ondes et de particules et leurs utilisations o Un dispositif de détection Pratiquer une démarche expérimentale mettant en œuvre un capteur ou un dispositif de détection. (Sera choisi un capteur d ultrasons dans le but de déterminer une distance grâce au principe de l écholocation emprunté au règne animal) Page 2 sur 6

3 I) LES RAYONNEMENTS 1. Qu'est ce qu'un rayonnement? Le rayonnement est une forme de transfert d'énergie. 2. Divers rayonnements Le transfert d'énergie peut être décrit comme : le déplacement d une onde électromagnétique ou le flux de photons (On parlera de rayonnement électromagnétique) le déplacement de particules élémentaires (comme l'électron, le neutrino ) ou d un assemblage de particules élémentaires (comme le noyau d'hélium, ) (On parlera de rayonnement cosmique dans le cas d'une source extérieure à la terre) 3. Propagation dans le vide Rayonnements électromagnétiques Tous les rayonnements électromagnétiques se propagent dans le vide avec une célérité commune c = m.s -1 = 3,00 x 10 8 m.s -1 Chaque onde électromagnétique (= radiation) est caractérisée par : # sa longueur d'onde dans le vide notée λ (m) ou # sa fréquence notée f ou ν (Hertz Hz) Rayonnement de particules élémentaires Le rayonnement de particule élémentaires se propage dans le vide à des vitesses élevées mais identiques ou inférieures à la valeur de c (article de presse relatant l erreur autour de la vitesse de déplacement des neutrinos) L'énergie transférée se calcule à l'aide la relation E = hν = h c/λ (programme de 1 S) E: énergie (Joule J) h: constante de Planck (h = 6,63 x J.s -1 ) L'énergie est d'autant plus importante que la longueur d'onde λ est faible. Le spectre électromagnétique regroupe, en fonction des énergies transportées, les différentes catégories de rayonnements électromagnétiques (doc 3 page 26) Page 3 sur 6

4 4. Sources de rayonnements Rayonnements électromagnétiques Origine céleste : Les objets célestes (= différents stades d'évolution d'une étoile, gaz interstellaires, ) produisent des rayonnements électromagnétiques qui s'étalent sur la totalité du spectre électromagnétique. (doc 3 page 26; exercice 5 page 34) Rayonnement de particules élémentaires Les rayonnements de particules élémentaires peuvent provenir d'objets célestes mais aussi de réactions nucléaires spontanées comme la radioactivité ou provoquées comme la fission et la fusion. Origine artificielle : L'homme est capable aujourd'hui de construire des émetteurs dans les différents domaines du spectre: # ondes radio pour les communications (voir dic 1 page 540) # infrarouges lointains = ondes T pour les scanners corporels, Le domaine des fréquences "térahertz" (1 THz = Hz) s'étend de 100 GHz à 30 THz environ, soit environ aux longueurs d'ondes entre 0,01 mm et 3 mm. # infrarouge pour les télécommandes, # rayons X pour les radiographies, Page 4 sur 6

5 5. Interaction avec la matière La matière peut avoir une action sur les divers rayonnements. # L'énergie transférée par le rayonnement peut être absorbée totalement ou partiellement par la matière. Exemple: La radiographie, le scanner corporel, le détecteur à rayonnements X des bagages exploitent cette propriété pour explorer des zones non visibles. L absorption des rayons X est d autant plus grande que l épaisseur du tissu humain est grande et que les numéros atomiques des éléments chimiques le constituant sont importants Les ondes millimétriques émises par le scanner corporel permettent de voir le corps au travers des vêtements # Les constituants de la matière peuvent interagir avec les particules cosmiques et ainsi créer des particules secondaires. Exemple: Les muons détectés au niveau de la mer ont pour origine l'interaction entre des particules cosmiques et les constituants de la haute atmosphère. (consulter le doc 1 page 22) II) LES ONDES MECANIQUES Définition : Une onde mécanique est caractérisée par la propagation d une perturbation dans un milieu matériel. Exemples : la houle, les ondes sismiques, les ondes sonores, Les ondes mécaniques seront étudiées plus en détails au travers du cours n 2. Page 5 sur 6

6 III) DETECTION L homme a mis au point des dispositifs de détection et d analyse capables de transformer les rayonnements et les ondes mécaniques en une grandeur physique mesurable (comme la tension électrique). Exemples de détecteurs : Compteur Geiger, sismographe, radiotélescope, IV) SUPPORTS D INFORMATIONS L analyse des données recueillies par les détecteurs de rayonnements ou d ondes mécaniques permet de tirer des informations utiles à des fins scientifiques. (Compréhension des phénomènes astronomiques via les rayonnements, étude de la structure interne de la Terre grâce aux ondes sismiques, analyse des organes par les ultrasons, ) L homme utilise également les rayonnements et les ondes mécaniques pour échanger des informations (la voix via les ondes sonores, Wifi, Téléphonie, grâces aux rayonnements) Page 6 sur 6

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