Chapitre 2 Conduction électrique des métaux OBJECTIFS Pratiquer une démarche expérimentale afin de comparer le caractère conducteur de différents solides. Invalider ou valider une hypothèse sur le caractère conducteur ou isolant d un solide. Constituants de l atome : noyau et électrons Les atomes sont électriquement neutres ; l électron est chargé négativement Le courant électrique est dû à un déplacement d électrons dans le sens opposé au sens conventionnel du courant dans un métal ACCROCHE VIDEO : Les supraconducteurs ou SUPERconducteurs I/ ACTIVITE 1 : Réaliser un montage pour vérifier la conductivité de matériau On réalise le montage ci-dessous et teste le caractère conducteur de différents matériaux solides. 1/ Quel dipôle permet de détecter le passage du courant dans ce circuit? 2/ Tous les matériaux testés conduisent-ils le courant électrique? 3/ Quel est le point commun de tous les matériaux conducteurs testés? Matériau cuivre matière plastique fer aluminium verre zinc bois État de la diode allumée éteinte allumée allumée éteinte allumée éteinte 1
Tous les métaux conduisent le courant électrique. Ce sont des conducteurs électriques. II/ Activité documentaire : La structure de l atome Document 1/ Quels sont les constituants d'un atome? L atome est formé de deux parties : le noyau et les électrons 2/ Quel est le signe de la charge électrique du noyau? Et celui de la charge d'un électron? Le noyau est chargé positivement et les électrons sont chargés négativement. 3/ L atome est-il électriquement chargé? Non l atome est électriquement neutre. 4/ Dans quelle partie de l'atome est pratiquement concentrée toute la masse? La masse de l atome est concentrée dans le noyau 5/ Quelle est le diamètre d'un atome. La comparer avec le diamètre d'une balle de tennis (Ø6,5cm)? Le diamètre d un atome est de 0,1 nm soit 0,1.10-9 m Diamètre d une balle de tennis 6,5cm=6,5.10-2 m diamètre balle diamètre atome = 6,5.10-2 0,1.10-9 = 65.10 7 =650 000 000 Un atome est 650 millions de fois plus petit qu une balle de tennis. 6/ Quelle différence y a-t-il entre le modèle de Thomson et le modèle de Rutherford? Dans le modèle de Rutherford, les électrons tournent autour du noyau. Dans le modèle de Thomson les électrons se déplacent à l intérieur d une «mer» de charge négative. Un atome est constitué d un noyau chargé positivement autour duquel se déplacent des électrons chargés négativement. Un atome est électriquement neutre, car la charge positive du noyau est opposée à la charge négative des électrons. III/Pourquoi un matériau est conducteur? Vidéo C est pas sorcier 1/ Explique pourquoi certains matériau sont conducteurs? 2/ Explique pourquoi certains matériau ne sont pas conducteur? Dans les métaux, le courant est dû à une circulation d électrons libres. Ces électrons se déplacent de la borne moins à la borne plus. Les matériaux isolants ne contiennent pas d électrons libres. 2
IV/ Activité documentaire Le sens du courant electrique QUESTIONS/REPONSES 1/Qui a défini le sens conventionnel du courant? André Marie AMPERE a défini le sens conventionnel du courant 2/ Quelles particules se déplacent dans un circuit électrique? Les électrons libres se déplacent dans un circuit électrique 3/ Dans quel sens se déplacent ces particules? Les électrons libres étant chargés négativement se déplacent du pôle négatif vers le pôle positif 4/ Recherche la définition de l adjectif conventionnel? Ce qui est convenu, par opposition à ce qui résulte des lois mêmes de la nature ou de la force des choses. Le courant électrique se déplace de la borne négative vers la borne positive. En effet les électrons chargés négativement sont repoussés par la borne moins et attirés par la borne plus. Le sens conventionnel du courant est orienté du plus vers le moins bien que le sens réel soit du moins vers le plus. 3
La structure de l'atome D'après Ernest RUTHERFORD 1924 La Structure de l'atome QUESTIONS 1/ Quels sont les constituants d'un atome? 2/ Quel est le signe de la charge électrique du noyau? et celui de la charge d'un électron? 3/ L atome est-il électriquement chargé? 4/ Dans quelle partie de l'atome est pratiquement concentrée toute la masse? 5/ Quelle est le diamètre d'un atome. La comparer avec le diamètre d'une balle de tennis (Ø6,5cm)? 6/ Quelle différence y a-t-il entre le modèle de Thomson et le modèle de Rutherford?