Troisième partie. L'Univers

Documents pareils
La vie des étoiles. La vie des étoiles. Mardi 7 août

Chapitre 6 : les groupements d'étoiles et l'espace interstellaire

Comment dit-on qu'une étoile est plus vieille qu'une autre ou plus jeune qu'une autre?

FORMATION ET FONCTIONNEMENT D'UNE ETOILE

Comprendre l Univers grâce aux messages de la lumière

TEMPÉRATURE DE SURFACE D'UNE ÉTOILE

Unités, mesures et précision

Chapitre 7 - Relativité du mouvement

Seconde Sciences Physiques et Chimiques Activité ère Partie : L Univers Chapitre 1 Correction. Où sommes-nous?

NUAGES INTERSTELLAIRES ET NEBULEUSES

La magnitude des étoiles

Le satellite Gaia en mission d exploration

Vie et mort des étoiles. Céline Reylé Observatoire de Besançon

TP N 3 La composition chimique du vivant

THEME 2. LE SPORT CHAP 1. MESURER LA MATIERE: LA MOLE

La physique quantique couvre plus de 60 ordres de grandeur!

Atelier : L énergie nucléaire en Astrophysique

Rayonnements dans l univers

Activité 1 : Rayonnements et absorption par l'atmosphère - Correction

TP 03 B : Mesure d une vitesse par effet Doppler

Chap 2 : Noyaux, masse, énergie.

Lycée français La Pérouse TS. L énergie nucléaire CH P6. Exos BAC

Energie nucléaire. Quelques éléments de physique

DIFFRACTion des ondes

Les équations n ont pas de préjugés

Energie Nucléaire. Principes, Applications & Enjeux. 6 ème /2015

PROGRAMME DE PHYSIQUE - CHIMIE EN CLASSE DE SECONDE GÉNÉRALE ET TECHNOLOGIQUE

Exo-planètes, étoiles et galaxies : progrès de l'observation

Panorama de l astronomie. 7. Spectroscopie et applications astrophysiques

La physique nucléaire et ses applications

I- Les différents champs selon les télescopes utilisés. II- Application à l'observation des astéroïdes: leur détection et leur identification

Chapitre 6 La lumière des étoiles Physique

Lycée Galilée Gennevilliers. chap. 6. JALLU Laurent. I. Introduction... 2 La source d énergie nucléaire... 2

DYNAMIQUE DE FORMATION DES ÉTOILES

Étude et modélisation des étoiles

Application à l astrophysique ACTIVITE

Stage : "Développer les compétences de la 5ème à la Terminale"

Panorama de l astronomie

L ÉNERGIE C EST QUOI?

C3. Produire de l électricité

1S9 Balances des blancs

La place de l homme dans l univers. par Trinh Xuan Thuan *

EFFET DOPPLER EXOPLANETES ET SMARTPHONES.

L'ÉNERGIE ET LA MATIÈRE PETITE EXPLORATION DU MONDE DE LA PHYSIQUE

TD 9 Problème à deux corps

P17- REACTIONS NUCLEAIRES

Celestia. 1. Introduction à Celestia (2/7) 1. Introduction à Celestia (1/7) Université du Temps Libre - 08 avril 2008

Le monde fascinant des galaxies

S'orienter et se repérer sur le terrain avec une carte

BTS BAT 1 Notions élémentaires de chimie 1

UNITÉS ET MESURES UNITÉS DE MESURE DES LONGUEURS. Dossier n 1 Juin 2005

EXERCICES SUPPLÉMENTAIRES

Chapitre 10 : Radioactivité et réactions nucléaires (chapitre 11 du livre)

Chapitre 11: Réactions nucléaires, radioactivité et fission

Découvrir la voûte céleste c est avant tout une balade dans le ciel qui nous entoure. Mais pour se promener d une étoile ou d une galaxie à une

TP 2: LES SPECTRES, MESSAGES DE LA LUMIERE

Quelques liens entre. l'infiniment petit et l'infiniment grand

A. Énergie nucléaire 1. Fission nucléaire 2. Fusion nucléaire 3. La centrale nucléaire

8/10/10. Les réactions nucléaires

Activité 1 : Le triangle de Sierpinski

POLY-PREPAS Centre de Préparation aux Concours Paramédicaux. - Section Orthoptiste / stage i-prépa intensif -

RapidMiner. Data Mining. 1 Introduction. 2 Prise en main. Master Maths Finances 2010/ Présentation. 1.2 Ressources

Gaz moléculaire et formation stellaire dans les galaxies proches : maintenant et à l'époque ALMA Jonathan Braine

La révolution des satellites de Jupiter

Chapitre n 6 MASSE ET ÉNERGIE DES NOYAUX

Traitement numérique de l'image. Raphaël Isdant

3 - Description et orbite d'un satellite d'observation

nucléaire 11 > L astrophysique w Science des étoiles et du cosmos

Mathématiques et petites voitures

Une pseudo-science : 1. Pourquoi l astrologie n est pas une science reconnue?

Électricité statique. Introduction. Quelques étapes historiques importantes

Chapitre I- Le champ électrostatique. I.1.1- Phénomènes électrostatiques : notion de charge électrique

Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

I. Introduction: L énergie consommée par les appareils de nos foyers est sous forme d énergie électrique, facilement transportable.

PHYSIQUE Discipline fondamentale

FORMATION DES PERSONNES-RESSOURCES EN SCIENCE ET TECHNOLOGIE LE CYCLE DU JOUR ET DE LA NUIT (CYCLE DIURNE)

A retenir : A Z m n. m noyau MASSE ET ÉNERGIE RÉACTIONS NUCLÉAIRES I) EQUIVALENCE MASSE-ÉNERGIE

Équivalence masse-énergie

Fluorescent ou phosphorescent?

FÉDÉRATION INTERNATIONALE DE PÉTANQUE ET JEU PROVENÇAL REGLEMENT DU CHAMPIONNAT DU MONDE DE TIR INDIVIDUEL

Les moyens d observations en astronomie & astrophysique

Notre galaxie, la Voie lactée

Théorie quantique et échelles macroscopiques

1 an Ce document appartient à

L ÉLECTRICITÉ, C EST QUOI?

Dossier «L énergie nucléaire»

L ÉLECTRICITÉ C EST QUOI?

C4: Réactions nucléaires, radioactivité et fission

Une application de méthodes inverses en astrophysique : l'analyse de l'histoire de la formation d'étoiles dans les galaxies

Comment expliquer ce qu est la NANOTECHNOLOGIE

La Fusion Nucléaire (Tokamak) Nicolas Carrard Jonathan Carrier Guillomet 12 novembre 2009

LE CATALOGUE MESSIER

Présentation d un télescope, de ses composants et de quelques consignes d utilisation

Par Richard Beauregard. Novembre 2011

ÉNERGIE : DÉFINITIONS ET PRINCIPES

STÉRÉOISOMÉRIE CONFIGURATIONNELLE STÉRÉOISOMÉRIE OPTIQUE COMPOSÉS OPTIQUEMENT ACTIFS À UN SEUL CARBONE ASYMÉTRIQUE

Chapitre 4 : cohabiter avec les micro-organismes. Contrat-élève 3 ème

Puissances d un nombre relatif

Transformations nucléaires

Les objets très lointains

Transcription:

Troisième partie L'Univers

Chapitre 1 Qu'y a-t-il dans l'univers? Savoir-faires ordre de grandeur Supports Video The Known Universe diaporama de photos montrant les objets des diérents ordres de grandeur, support au discours du professeur Activités documentaires Réalisation d'un classement, par ordre de grandeur croissants des diérents objets qui constituent l'univers. Réexion sur les ordres de grandeur et sur les vues d'artiste préalable. Possibilité de créer un chier vide avec une èche et les ordres de grandeur, à compléter par l'élève. Expériences de cours une balle de tennis Eléments de culture scientique quark exoplanète I Qu'est-ce que l'univers? L'Univers (10 26 m) est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent. On estime que l'univers nacquit il y a 13,7 milliards d'années au cours du Big Bang. L'Univers contient l'espace ainsi que le temps. L'univers est sans bord, sans centre et illimité. On ne revient jamais au meme point d'espace-temps! En eet, si on suppose qu'un voyageur de Paris, fait le tour de l'univers, et revient à Paris, il sera au même point de l'espace (Paris), mais pas à la même date. Il n'aura donc pas fait le tour de l'univers, puisqu'il ne sera pas revenu au même point d'espace et de temps. II L'échelle microscopique L'échelle microscopique constitue l'ensemble des objets invisibles à l'oeil nu.

CHAPITRE 1. QU'Y A-T-IL DANS L'UNIVERS? 3 1 Le plus petit objet de l'univers Le quark est le plus petit objet connu. Sa taille est inférieure à 10 18 m. Enoncée pour la première fois en 1964 par Murray Gell-Mann, la théorie des quarks acquit ses lettres de noblesse au fur et à mesure qu'elle fut corroborée (=conrmée) par les expériences ; Ce n'est qu'en 1975 que les quarks furent détectés expérimentalement. Les quarks ne peuvent pas exister tous seuls : ils s'associent par triplet (trois quarks liés ensemble) et constituent les nucléons. 2 Les nucléons : protons et neutrons Les quarks ne peuvent pas exister tous seuls : ils s'associent par triplet (trois quarks liés ensemble) et constituent les nucléons. Il existe deux types de nucléons : les protons et les neutrons. Protons et neutrons peuvent s'associer et consituer un noyau d'atomes. 3 L'atome Tous les objets de l'univers sont constitués d'atomes, qui sont de petits morceaux de matière. Un atome (du grec atomos, que l'on ne peut diviser) est constitué d'un noyau (de l'ordre du fentomètre, 10 15 m) entouré d'un nuage d'électron. Le diamètre total d'un atome est de l'ordre de l'angström (1 A = 10 10 m). Les physiciens ont réussi à prendre une photographie de plusieurs atomes d'or à l'aide d'un microscope à eet tunnel. La distance entre le noyau et les électrons qui gravitent autour est très grande. Par comparaison, si un noyau d'atome faisait la taille d'une balle de tennis et qu'on la plaçait au centre de Paris, l'électron le plus proche serait sur le périphérique. L'atome, et donc la matière, est donc essentiellement constituée de vide, avec de ci de là un peu de matière. Les atomes peuvent vivre seuls, ou s'associer en de plus grands objets : les molécules. 4 La molécule Une molécule (de 10 10 m à 10 9 m) est un assemblage d'atome. Il existe des millions de types de molécules. Exemples : la molécule d'eau, notée H 2 O, constituée d'un atome d'oxygène lié à deux atomes d'hydrogène ; l'adn, qui est une macromolécule, car elle est constituée de plusieurs milliers d'atomes.

CHAPITRE 1. QU'Y A-T-IL DANS L'UNIVERS? 4 5 La cellule Une cellule (du micromètre au centimètre) est le constituant biologique élémentaire des êtres vivants. Certaines cellules sont visibles à l'oeil nu (Les oeufs sont des cellules géantes. L'oeuf d'autruche (2kg) est donc la plus grosse cellule du règne animal). III Echelle macroscopique C'est l'échelle de l'homme et des objets qui lui sont accessibles, du millimètre au millier de kilomètres. IV Echelle cosmique C'est l'échelle des objets dont la taille est si grande que l'homme peine à se les représenter. 1 Planètes Notre planète, la Terre, a un rayon de 6400 km. Il existe d'autres planètes hors du système solaire, que l'on a réussi à observer en 2008. Ce sont les exoplanètes, ou planètes extrasolaires. C' est une planète orbitant autour d'une étoile autre que le Soleil. La plupart des exoplanètes découvertes à ce jour orbitent autour d'étoiles situées à moins de 400 années-lumière du système solaire.

CHAPITRE 1. QU'Y A-T-IL DANS L'UNIVERS? 5 Pendant longtemps, l'existence d'exoplanètes n'a pu être prouvée par l'observation. La distance, mais aussi le manque de luminosité de ces objets célestes si petits en comparaison des étoiles autour desquelles ils orbitent ont rendu leur détection impossible. Ce n'est que dans les années 1990 que les premières sont détectées de manière indirecte, puis depuis 2008 de manière directe. La plupart des autres ont été détectées par l'e et Doppler-Fizeau. En date du 30 juillet 2010, 473 exoplanètes ont été découvertes, toutes de masse supérieure à celle de la Terre. 2 Système solaire L'ensemble des planètes en rotation et du soleil (notre étoile) est appelé le système solaire (1013 m). Il existe d'autres systèmes solaires, avec une étoile ou deux en leur centre. Le système solaire le plus proche de nous est Alpha du Centaure : c'est un système de trois étoiles très proches : Alpha Centauri A et Alpha Centauri B sont les deux étoiles principales qui forment une étoile double, et Proxima Centauri est une naine rouge (galaxie jeune) beaucoup moins lumineuse, qui est l'étoile la plus proche du Soleil (4,22 années-lumière). Qu'est-ce qu'une année lumière? Une année lumière correspond à la distance parcourue par la lumière pendant un an. Cette distance en kilomètre vaut à peu près 10 000 milliards de km. 3 Galaxies Plusieurs systèmes solaires peuvent former une structure appelée galaxie. Notre galaxie s'appelle la voie lactée. Notre galaxie voisine la plus proche de nous est la galaxie du Grand Chien (découverte en 2003), contenue dans la constellation du Grand Chien. Elle tourne autour de la Voie Lactée : c'est une galaxie satellite. Sous l'e et de la gravitation, les galaxies peuvent s'associer en amas de galaxie.

CHAPITRE 1. QU'Y A-T-IL DANS L'UNIVERS? 6 4 Les amas de galaxies Un amas de galaxies, ou amas galactique, est l'association de plus d'une centaine de galaxies liées entre elles par la gravitation. Notre amas de galaxie s'appelle le groupe local. Les amas de galaxies peuvent s'associer en superamas de galaxies. Notre superamas s'appelle les superamas de la Vierge. (L'amas de galaxies HCG 87, situé à 400 millions d'années-lumière de la Terre.) 5 Et le reste? Du vide! L'espace contient si peu de matière qu'il peut être considéré comme vide! Ce peu de matière est constitué d'atomes, et nous l'avons vu précédemment, les atomes sont principalement faits de vide. C'est une notion dicile à concevoir pour nous, car sur Terre la matière est partout. Mais vide ne signie pas rien. En eet, ce vide dans l'univers est en fait parcouru par des rayonnements électromagnétiques (les ondes). Pour nir : recherche des ordres de grandeurs des objets qui constituent l'unviers Ordre de grandeur L'ordre de grandeur d'un nombre est la puissance de 10 la plus proche de ce nombre. Il est facile de le déterminer si les nombres sont écrits en écriture scientique. Exemple : Remarque : L'ordre de grandeur permet de donner une idée de la valeur de la grandeur, sans retenir le nombre. On peut aisément comparer les grandeurs en ne retenant que les ordres de grandeur... Exemple : Recherche documentaire sur internet d'images et d'information sur les tailles des objets. Les tailles devront être convertis en ordre de grandeur en mètres. Sous chaque représentation devra être précisée si c'est une photographie ou une vue d'artiste.