CHAPITRE 1: ondes et particules

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1 INTRO CHAPITRE 1: ondes et particules UNE ONDE : Propagation d une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques du milieu sans transport de matière (altitude du niveau de la mer, ) I. Ondes mécaniques et OEM 2 TYPES : - OEM I.2. Ondes mécaniques et OEM CARACTERISTIQUES: fréquence, période, célérité et longueur d onde: - é (nécessite un milieu matériel pour se propager) = f x

2 I. 1. OEM DANS DIFFERENTS DOMAINES DE λ : - Rayons gamma, Rayons X, U-V, Visible, I-R, Micro-ondes, Ondes radio, Propagation d énergie émise par des noyaux atomiques ou des particules I.2) ONDES MECANIQUES Houle, EXEMPLES: Ondes sonores, Ondes sismiques: Magnitude : M C= 3, m.s -1 MAGNITUDE Magnitude Effets Appellati on < 3,5 Non ressenti mais détecté par les Mineur sismographes. 3,5 à 5,4 Ressenti mais sans dommage. Léger 5,5 à 6,0 Légers dommages aux bâtiments bien conçus. Modéré 6,1 à 6,9 Peut être destructeur dans un rayon de 100 Fort km. 7,0 à 7,9 Sérieux dommages sur une large surface. Majeur > 8,0 Très grands dommages sur une large surface. Dévastate ur I.3. Ondes sonores CARACTERISTIQUES: Intensité sonore I ( Puiss. d une onde sonore par S) Niveau d intensité sonore L (sensation auditive d un son) = log V son = 340 m.s -1

3 II.1. ABSORPTION DES RAYONNEMENTS SOURCES DE RAYONNEMENT : Etoiles Antennes radio Rayons ionisants (X, gamma) INTERACTION AVEC LA MATIERE : l'atténuation, l'absorption, la diffraction et la réfraction, le décalage vers le rouge, les interférences, les échos. II.2. détection des ondes Transformation des rayonnements en une grandeur mesurable EXEMPLE : TP1 -> transformation d un champ magnétique en signal électrique (voltmètre). Activité 1 p 14 1a) Etoiles = UV,visible et proche IR. 1b) Rayonnement absorbé par poussières des nébuleuses. 2) Sources: a) IR proche= étoiles b) lr moyen: poussières des nébuleuses proches d une étoile c) lr lointain: poussières des nébuleuses loin d une étoile (cocons protostellaires,..) 3) «Fausses couleurs» car pas de radiations dans le visible (IR). Conversion des clichés IR en couleurs. Activité 1 p 14 4) loi de Wien T= 2, / λmax a. λmax= 750 ;400 nm (visible) A.N.:T= 2, / = 3, K ; T=2, / = 7, K b. λmax= 50 ;10 µm (moyen IR) A.N.: T= 5, K ; T= 2, K. c. λmax= 50 ;300 µm (lointain IR) A.N. : T= 9,7 K. T entre 9,7K et 58K. 5) On ne peut voir les IR directement => instruments de détection

4 Activité 2: I1. Socle, support, ressort et tambour rotatif = mouvement (pas masse et stylo). I2. I3. Piliers métalliques =flexibilité, Déformable = mvt du bâtiment sans rupture. I4. Pour les ondes S : t S =100/ 4 0= 25 s. Pour les ondes P: t P =100/6,0 =17s. I5. On obtient l enregistrement suivant : II1. v mais U. Activité 2: II2. Non= évolution du tsunami à son approche des côtes (U ). II3. 22 h pour atteindre la côte ouest du Chili. D où: ;AN: II4. Tsunami = se propage dans toutes les directions => perd de son intensité car l énergie se répartit + est dissipée en mer. Activité 3 p 16 1) P= I x S ;A.N. : P = 10-6 x 1, = W 2a) La sensation auditive n est pas proportionnelle à I. 2b) Si I grande la sensation auditive n est pas aussi grande => Danger!! Activité 3 p 16 L (db) I (W.m -2 ) Log (I) a) Calcul: log (10-12 ) = 3b.c) L= 10 log (I/I 0 ) = 4a) L= 10 log (10/1) = 10 log (100/10) =10 db. 4b) Comme L = 0 db au seuil de détection, la sensation auditive est α à L.

5 TP1: Ondes et particules I. Détection d ondes sismiques (act. P 17) A.Fonctionnement d un sismomètre (questions 1 à 2) B. Etude expérimentale (questions 3 à 5) Réaliser le montage en reliant les 2 bornes de LA bobine au voltmètre de la console EXAO (remplace l oscilloscope). Disposer l ensemble pour qu à l équilibre le bas de l aimant soit au milieu de la bobine. TP1: Ondes et particules B. Etude expérimentale (questions 3 à 5) Réaliser le montage en reliant les 2 bornes de LA bobine au voltmètre de la console EXAO (remplace l oscilloscope). Disposer l ensemble pour qu à l équilibre le bas de l aimant soit au milieu de la bobine. Aquisition: Ouvrir Atelier scientifique dans le dossier logiciel de physique-chimie (bureau). Ouvrir généraliste en sciences puis OK. Suivre la fiche méthode (cadre 1 et 2) et pour acquérir appuyer sur le bouton vert, comprimer le ressort, le lâcher et cliquer sur Lancer. 4.a) Graphique avec Regressi dans logiciel de physique-chimie (fiche méthode fournie) Valeurs: V max (V) 0,12 0,20 0,30 0,40 A (mm) TP1: Ondes et particules II. Les rayonnements dans l Univers A l aide des documents fournis répondre aux questions: 1) Quels sont les domaines de rayonnement difficilement observables depuis la surface de la Terre? 2) D après le spectre 3 quels sont les domaines de rayonnements absorbés: a) Par la vapeur d eau? b) Par le dioxygène et l ozone? 3) Quelles sont les longueurs d onde des radiations observées par un radiotélescope? Pourquoi peut-on installer des radiotélescopes au niveau de la mer? 4) Pourquoi certaines observations ont-elles été améliorées par l utilisation de télescopes spatiaux? 5) Faire une synthèse de document (100 mots max.) Synthèse de documents_ Préparation 1. Le repérage : lire les documents activement et leur donner un sens Déterminer la nature des documents: primaires (textes) ou 2 ndaires (représentations). S intéresser au paratexte (sources, auteurs et date de création des documents). Repérer des éléments liés au thème d étude. 2. L analyse des documents Résumer le contenu de chaque document (idée principale, thème, mot-clé, liens avec le cours...) 3. La confrontation des documents Examiner comment les idées principales se complètent, se renforcent, s opposent, en croisant connaissances et documents.

6 Synthèse de documents-rédaction 1. Le titre: Informatif et précis, il doit indiquer clairement le thème principal des documents. 2. Le plan. Différents types sont possibles: le plan par enchainement : problème / causes / conséquence(s) ou solution(s), par opposition : aspects positifs / aspects négatifs et par catégories: plan par inventaire 3. Le contenu L introduction : Contexte du sujet (mots-clés) + présentation rapide des documents (nature et origine) + problématique générale + annonce du plan. Le développement : Il comporte un faible nombre de parties et s appuie directement.. Il fait apparaître les liens logiques entre les données/idées et le rapport à la problématique. Il s appuie explicitement sur les documents auxquels on fait référence en suivant le plan de l introduction. La conclusion : C est un bilan qui répond à la problématique de manière objective (reprise des éléments importants + ouverture par rapport à la problématique).