THÈME 1 : ONDES ET MATIÈRE
 
 

C1 : ONDES ET PARTICULES programme officiel



A1. L'astronomie du visible et de l'invisible

Les différents domaines du spectre électromagnétique sont présentés dans cette animation : déplacer le curseur pour visualiser des exemples de sources dans la vie pratique.
Maxwell est le théoricien de l'électromagnétisme : partez à la découverte de ce grand scientifique (CNRS).
La loi de Wien permet de faire le lien entre la température d'un corps noir et la longueur d'onde correspondant au maximum d'intensité émise par ce corps.
Le télescope spatial Herschel doit son nom au physicien William Herschel qui découvrit l’infrarouge en 1800. Herschel est ainsi devenu le nom du plus grand télescope spatial pour l’astronomie dans l’infrarouge et le submillimétrique. Il a été lancé par Ariane 5 en 2009.
La consultation du site de ce télescope vous permettra d'aborder les points suivant :
- le rayonnement infrarouge,
- pourquoi un télescope spatial ?
- un des objectifs de ce télescope : observer les cocons opaques de gaz où se forment les étoiles.
Toujours sur ce site, vous trouverez bien d'autres informations sur la vie des étoiles et l'évolution des galaxies.
La galaxie Messier 51 vue par Herschel :


Le rayonnement radio fossile du cosmos est une des observations expérimentales qui confirme le scénario du big-bang : cet article du CNRS explique la prévision de l'existence de ce rayonnement par le physicien Gamow et sa découverte un peu fortuite par les radioastronomes Penzas et Wilson (anecdote des pigeons !).


A2. Les ondes mécaniques

Ondes longitudinale et transversale
Cette animation permet de visualiser les déplacement du sol du Japon lors des deux séismes du 11 mars 2011 et de voir les ondes sismiques se propager sur tout le territoire japonais. Elle a pu être réalisée grâce aux 1200 recepteurs GPS géodésiques de haute précision qui sont répartis sur tout le territoire japonais. Sur cette animation, l’image de gauche, en bleu indique les déplacements horizontaux (onde longitudinale de compression) du sol tandis que l’image de droite en rouge indique les déplacements verticaux (onde transversale de cisaillement). Chacun des points correspond à un détecteur GPS. A certains endroits, la côte du japon s’est déplacée de plus de 5 mètres vers l’est !



Le principe du sismomètre : une animation du CEA.


A3. TP : Un capteur de lumière (ce TP sera effectué en fin d'année)

           - énoncé >>>
           - corrigé >>>
           - fichier LatisPro partie A >>>

Corrigé de l'activité 3 p 18






C2 : CARACTÉRISTIQUES DES ONDES programme officiel


Les compléments de cours en vidéo de ce chapitre sur exo-video (Thierry Collet).

Notion de retard

A1. Double périodicité d'une onde sinusoïdale

L'animation utilisée dans la partie A de l'activité pour comprendre la relation entre la longueur d'onde, la période et la célérité de l'onde.
Simulation d'une cuve à onde (G. Tulloue).
Les différents domaines du spectre électromagnétique sont présentés dans cette animation : déplacer le curseur pour visualiser des exemples de sources dans la vie pratique.



A2. TP : Mesure de la célérité d'une onde ultrasonore

           - corrigé >>>
           - la fiche méthode oscillo5 >>>


Partie A : retard
           - une animation pour refaire les mesures à la maison avec un oscilloscope analogique Metrix (sélectionner le mode salve) >>> 

Partie B : écholocation

           - une animation pour refaire la mesure à la maison >>>
           - autre exemple : le principe du sonar (A. Willm) : exercice interactif.

Partie C : longueur d'onde

           - une animation pour refaire les mesures à la maison (passer en mode continu) >>>

Des difficultés pour faire la partie C ?
Utiliser les modélisations suivantes pour comprendre la mesure de lambda :
           - cas d'une onde transversale (vagues) >>>
           - cas d'une onde longitudinale (onde ultrasonore) >>>
Puis essayer de faire cet exercice interactif (F. Passebon).



A3. TP : Analyse de sons

           - corrigé >>>

Partie A
Voici les doigtés de la flûte à bec avec l'explication du dessin.
Les fréquences des notes du clavier d'un piano sont indiquées sur ce document.
Pour visualiser les fichiers LatisPro (.ltp), il faut d'abord les enregistrer sur le bureau : faire un clic-droit sur le lien puis "Enregistrer la cible du lien sous...".
Une fois le fichier enregistré, faire un double-clic sur le nom du fichier à partir du bureau. Certains sons ont-ils la même hauteur ? le même timbre ?

 
fichier mp3
fichier LatisPro
son 1 : bruit
son 2 : la3 diapason
son 3 : la3 trompette
son 4 : la3 flûte
son 5 : do3 trompette
son 6 : la4 trompette

Partie B
Timbre d'un instrument de musique (une vidéo edumedia).
La décomposition de Fourier :
           - acoustique musicale (Hachette) : représentation temporelle et spectre en fréquence (écouter les sons générés !),
           - somme de fonctions sinusoïdales de fréquence f, 2f, 3f etc, et décomposition de Fourier de quelques signaux périodiques usuels (créneau, dent de scie etc...).

Partie C
Le niveau sonore L se mesure en décibels (dB). Cette échelle donne quelques repères sur cette grandeur physique.
Vous pouvez écouter ces différents enregistrements de sons de plus en plus aigus et déterminer les fréquences minimales et maximales audibles pour l'homme.
Le fonctionnement de l'oreille en vidéo :


Quand la musique rend sourd (Hear-it) : chaque année en France, on enregistre 200000 nouveaux cas d'acouphènes, dont 130000 concernent des jeunes ayant subi un traumatisme sonore. Sur ce même site, un petit test de votre audition dans un environnement bruyant.
Voir aussi l'animation : caractéristiques d'un son / fonctionnement de l'oreille.



C3 : PROPRIÉTÉS DES ONDES programme officiel


Les compléments de cours en vidéo de ce chapitre sur exo-video (Thierry Collet).


A1. Interférences


Partie A
Croisement d'ondes .
Addition d'ondes de même fréquence .

Partie B

Partie C
Interférences à la surface de l'eau .

Partie D
Différence de marche et interférences constructives et destructives .

Les interférences lumineuses avec les fentes d'Young : une animation qui permet de faire varier les paramètres intervenant dans la relation de l'interfrange i.
Pour aller plus loin : la démonstration de la relation donnant l'interfrange i dans le cas des fentes d'Young.


A2. Diffraction


Partie A
Diffraction d'une onde : influence de la largeur de la fente .

Partie B
Diffraction de la lumière par une fente utilisée dans la partie B du TP.
Diffraction de la lumière par un trou utilisée dans la partie B du TP.
Max von Laue & la radiocristallographie (CNRS) : de la diffraction des rayons X par les atomes des cristaux à la détermination de la structure 3D des molécules. Ces structures 3D sont importantes pour concevoir de nouveaux médicaments (universcience-vod).


Raz-de-marée du 26 décembre 2004
           - l'origine sismique de la vague et sa propagation : animation (CEA)
           - une simulation (Alkyon) représentant la propagation de l'onde du Tsunami : on peut observer le phénomène de diffraction qui est nettement perceptible entre le nord de l'île de Sumatra et la plus méridionale des îles Nicobar, ouverture en face de laquelle se trouve Thuket en Thaïlande, situé à environ 500 km.



A3. L'effet Doppler




L'animation utilisée dans la partie A de l'activité pour comprendre l'effet Doppler. Une deuxième animation plus complète (ONERA).
Le lien direct vers la base "Elodie" de l'Observatoire de Haute-Provence (OHP).
Une animation illustrant le décalage par effet Doppler des raies d'absorption d'une étoile.
Pour aller plus loin : nous avons vu lors de cette activité le principe de la mesure de la vitesse des galaxies en utilisant l'effet Doppler. La loi de Hubble donne une relation entre la vitesse d'une galaxie et sa distance. Comment cette distance a-t-elle été mesurée par Edwin Hubble et Henrietta Leavitt ?
Ces deux astronomes ont utilisé des étoiles particulières appelées céphéïdes : présentation de ces étoiles et historique de la découverte par Henrietta Leavitt.



A4. TP : Diffraction et mesure de longueur

corrigé du TP >>>

Partie A
           - fichier LatisPro (clic-droit puis enregistrer sous) >>>
           - Diffraction de la lumière par une fente

Partie B
           - Fichier de référence Gum_MC : C3A4_Gum.gum2
           - Logiciel Gum_MC pour windows (version élève, déjà installé au lycée) : >>>



A5. TP : Interférences des ondes lumineuses

corrigé du TP >>>

Partie A
           - Fichier de référence Gum_MC : C3A5_Gum.gum2
           - Logiciel Gum_MC pour windows (version élève, déjà installé au lycée) : >>>
           - les interférences lumineuses avec les fentes d'Young : une animation qui permet de faire varier les paramètres intervenant dans la relation de l'interfrange i.


Partie B
           - l'image C3A5partieB.jpg >>>
           - fichier LatisPro (clic-droit puis enregistrer sous) >>>
           - le logiciel Salsa J est gratuit et peut être téléchargé ici.


A6. TP évalué


A7. TP : Détecter des exoplanètes grâce à l'effet Doppler-Fizeau

Le nombre d'exoplanètes détectées ne cesse d'augmenter : la première exoplanète a été découverte en 1995 par Michel Mayor et Didier Queloz.
Actuellement (15 juin 2017), 3610 exoplanètes ont déjà été découvertes !
Comment détecter ces exoplanètes ? Plusieurs techniques sont utilisées par les astronomes.
Détection d'exoplanètes par la méthode du transit .

corrigé du TP >>>

Partie A
           - le mouvement de l'exoplanète induit une rotation de son étoile autour du centre d'inertie (barycentre des masses) du système (étoile-exoplanète)
           - 11 clichés du spectre de l'étoile mis en boucle >>>
           - fichiers ".dat" associés aux clichés (clic-droit puis enregistrer sous) : spectre1.dat, spectre2.dat, spectre3.dat, spectre4.dat, spectre5.dat, spectre6.dat, spectre7.dat, spectre8.dat, spectre9.dat, spectre10.dat, spectre11.dat.
           - le logiciel Salsa J est gratuit et peut être téléchargé ici. D'autres idées de TP utilisant ce logiciel sont proposés sur le site Eu-Hou.

Partie B
           - fichier LatisPro (clic-droit puis enregistrer sous) >>>
           - importance de l'inclinaison de l'orbite de l'exoplanète pour pouvoir mettre en oeuvre la méthode des vitesses radiales (J.F. Noblet).




C4 : ANALYSE SPECTRALE programme officiel

Les compléments de cours en vidéo de ce chapitre sur exo-video (Thierry Collet).

Quelques animations sur les spectroscopies IR et RMN pour se tester :
           - IR : étude de spectres
           - RMN : groupes de protons équivalents
           - RMN : multiplicité
           - RMN : étude de spectres



A1. Les molécules organiques

Un exercice interactif pour mémoriser les règles de nomenclature.
Il faut savoir donner le nom de la molécule à partir de sa formule et vice-versa.

Rappels (Nathan) des règles de nomenclature des :
           - alcanes,
           - alcènes,
           - alcools,
           - aldéhydes et cétones,
           - acides carboxyliques,
           - ester,
           - amines,
           - et amides.


A2. TP : Dosage spectrophotométrique du lugol

           - corrigé du TP >>>
           - fichier LatisPro (clic-droit puis enregistrer sous) >>>

Animation interactive sur le spectrophotomètre : notion d'absorbance, relation entre le spectre de l'espèce et la couleur de la solution.



A3. Exploitation de spectres IR


Un cours en ligne, d'Isabelle Tarride, introduction à la spectroscopie IR :


Le site utilisé dans la vidéo qui permet de visualiser les modes de vibration d'une molécule en association avec leur spectre IR (pas toujours accessible).


A5. La RMN

Compass Magnetic Resonance : une première approche de la RMN.
L'animation utilisée dans la vidéo est disponible sur ce site.


Les chimistes doivent vérifier la structure des molécules qu’ils ont fabriquées et sont également amenés à chercher celles de molécules inconnues.
Dans cette vidéo (en bas de la page) vous voyez se réaliser toutes les étapes d’obtention et d’interprétation d’un spectre IR et d’un spectre RMN, menées par des chercheurs de l’Ecole Nationale Supérieure de Chimie ParisTech.

La RMN est aussi utilisée en imagerie médicale où elle permet de visulaiser l'intérieur du corps humain : il contient beaucoup d'eau donc des atomes d'hydrogène qui peuvent entrer en résonance. En médecine, on appelle cette technique l'IRM. On a remplacé le N de nucléaire par le I de imagerie. C’est exactement la même chose mais ça fait un peu moins peur aux patients….


Et pour terminer, une table RMN un peu plus détaillée que celle donnée en cours.








THÈME 2 : LOIS ET MODÈLES


C5 : OUTILS DE LA MÉCANIQUE CLASSIQUE programme officiel


Les compléments de cours en vidéo de ce chapitre sur exo-video (Thierry Collet).

Rappel sur les coordonnées d'un vecteur.
les différents référentiels utilisés en mécanique.
tracés des vecteurs vitesse et accélération : méthodes à maîtriser parfaitement !
une illustration de la 3ème loi de Newton : le rebond d'une balle de golf


A1. Étude de mouvements rectilignes


Une autre illustration de mouvements rectilignes : le curling.


A2. TP : Étude de mouvements circulaires

Fiche méthode LatisPro (paragraphe F pour l'exploitation d'une vidéo).

Partie A
           - la centrifugeuse humaine des cosmonautes russes.
           - fichier LatisPro (clic-droit puis enregistrer sous) >>>
           - corrigé LatisPro (clic-droit puis enregistrer sous) >>>

Partie B
           - la vidéo du pendule >>>
           - les vecteurs vitesse et accélération d'un pendule simple .




C6 : MOUVEMENTS DANS UN CHAMP UNIFORME programme officiel


Les compléments de cours en vidéo de ce chapitre sur exo-video (Thierry Collet).

le champ de pesanteur au voisinage de la Terre peut-il être considéré comme uniforme ?
les frottements de l'air peuvent-ils être négligés pour un projectile ?
les équations horaires d'un projectile dans le champ de pesanteur (action de l'air négligée).


A1. TP : Promenons-nous dans les champs


corrigé du TP >>>

Fiche méthode LatisPro (paragraphe F pour l'exploitation d'une vidéo).

Partie A
           - vidéo >>>
           - corrigé LatisPro (clic-droit puis enregistrer sous) >>>

Partie B
           - mouvement d'un projectile dans le champ de pesanteur
           - mouvement d'une particule dans un champ électrique



C7 : MÉCANIQUE CÉLESTE programme officiel


Les compléments de cours en vidéo de ce chapitre sur exo-video (Thierry Collet).

Rappel : la loi de gravitation universelle
les lois de Kepler pour les satellites artificiels de la Terre (trajectoires elliptiques, loi des aires, T2/a3 = cste)
mouvement des planètes : illustration de la deuxième loi de Kepler (les planètes les plus proches du Soleil sont les plus rapides).
Démonstration de la relation a = v² / R pour un point en mouvement circulaire uniforme (démonstration hors programme).
Spoutnik : dans la nuit du 4 octobre 1957, fut mis en orbite le premier satellite artificiel. Développé par Sergeï Korolev, Spoutnik de son petit nom "Iskustvennyi Sputnik Zemli" ("Compagnon de route de la Terre"), pesait 83,4 kg pour un diamètre de 58 cm. Les fameux 'bip-bip-bip' des transmetteurs radios furent captés pendant 22 jours par les amateurs du monde entier.

Vidéo : impesanteur (vol parabolique à bord de l'A300 0G de l'ESA)



A1. TP : Propulsion par réaction


Partie A
           - vidéo >>>
           - corrigé LatisPro (clic-droit puis enregistrer sous) >>>
           - une autre illustration de la conservation de la quantité de mouvement d'un système pseudo-isolé : collisions entre deux chariots

Partie B
C'est bientôt Noël, comment construire la voiture à propulsion à air ?

Partie C
Une fusée, comment ça marche ? (CNES)



A2. TP : Les lois de Kepler

           - corrigé du TP >>>
           - fichier LatisPro (clic-droit puis enregistrer sous) >>>

Partie A
           - le logiciel Mesurim est disponible à cette adresse (inutile de de télécharger le "logiciel complet" : la version "mise à jour" avec les 2 seuls fichiers indispensables suffit)
           - l'image de la trajectoire de Mercure utilisée (clic-droit puis enregistrer sous) >>>

Partie C
           - Le logiciel Stellarium utilisé en TP est téléchargeable gratuitement ici.



C8 : TRAVAIL ET ÉNERGIE programme officiel



Les compléments de cours en vidéo de ce chapitre sur exo-video (Thierry Collet).

Quelques exemples d'oscillateurs mécaniques :
- le pendule simple ,
- et l'oscillateur élastique horizontal .
Pour ces deux animations, vous pouvez visualiser les différents régimes en modifiant l'amortissement. L'énergie mécanique se conserve en l'absence de frottements et diminue en leur présence.
De même, si l'on prend en compte les frottements, l'énergie mécanique d'un ballon en mouvement dans le champ de pesanteur diminue .


A1. Précision de la mesure du temps


Corrigé de l'activité : >>>

Quelques documents complémentaires :
- Harrison et le "Longitude Prize" (watch around)
- Les horloges atomiques : pour faire quoi ? (CNES)
- Principe de fonctionnement d'une horloge atomique à jet de césium (F. Vernotte)
- le principe de la géolocalisation par la constellation de satellites GPS (educypedia)


A2. TP : Étude d'un pendule pesant


           - la vidéo de la partie B. : Pendule2.avi
           - corrigé du TP >>>
           - corrigé LatisPro partie A (clic-droit puis enregistrer sous) >>>
           - corrigé LatisPro partie B (clic-droit puis enregistrer sous) >>>

Influence de la longueur d'un pendule sur sa période d'oscillation T : 15 pendules simples de longueurs croissantes semblent danser ensemble pour produire une magnifique chorégraphie ! La durée d'un cycle complet de la danse est de 60 secondes. La longueur du pendule le plus long a été ajusté de sorte qu'il exécute 51 oscillations dans cette période de 60 secondes. La longueur de chaque autre pendule est soigneusement ajustée pour qu'il exécute une oscillation supplémentaire que son voisin. Ainsi, le pendule 15 (le plus court) subit 65 oscillations. Lorsque les 15 pendules sont lancés, leurs phases relatives changent continuellement en raison de leurs différentes périodes d'oscillation. Cependant, au bout de 60 secondes, ils vont tous avoir exécuté un nombre entier d'oscillations et être à nouveau en phase, prêt à répéter la danse.



A3. TP : Étude d'un oscillateur élastique

           - vidéo >>>
           - corrigé LatisPro (clic-droit puis enregistrer sous) >>>



C9 : TEMPS ET RELATIVITÉ RESTREINTE programme officiel

Les compléments de cours en vidéo de ce chapitre sur exo-video (Thierry Collet).

A1. La propagation de la lumière

Lord Kelvin pensait à la fin du XIXème siècle que la physique était achevée : il ne restait plus que quelques détails à régler et des décimales à ajouter aux constantes fondamentales ! Einstein, par un prodigieux effort intellectuel, repense alors une bonne partie de la physique et notre vision du monde :


La notion de relativité est introduite dès le XVIIème siècle en mécanique par Galilée. Mais ce n’est qu’au début du XXème siècle qu’Einstein étend ce principe aux phénomènes lumineux. Il postule aussi que la lumière se propage dans l’espace vide avec une vitesse bien déterminée. Le point sur les conséquences des postulats d’Einstein (CEA).



A2. À chacun son temps


Site avec quelques animations, qui permet d'aborder, dans le cadre du programme de Terminale S, quelques notions autour de la relativité restreinte (A. Willm).
La brève aventure des muons cosmiques (Ciel des Hommes). La mesure de la durée de vie des muons confirme la théorie de la relativité restreinte. En effet, sans elle, un muon ne devrait jamais être observé au niveau du sol.
La relativité limite la notion de simultanéité aux événements vus à partir d'un seul référentiel galiléen : si deux événements sont simultanés dans un référentiel galiléen R, en général ils ne sont plus simultanés dans un autre référentiel R' en mouvement rectiligne uniforme par rapport à R.
Le principe de la géolocalisation (Hachette)
Et si votre vélo approchait la vitesse de la lumière ? (Science et Vie Junior).




C10 : CINÉTIQUE ET CATALYSE programme officiel


Les compléments de cours en vidéo de ce chapitre sur exo-video (Thierry Collet).

Quelques compétences à réviser :
Equilibrer des demi-équations électroniques puis des équations d'oxydo-réduction .
Exercices sur les calculs de dilution : à faire sans calculatrice !
Comprendre les tableaux d'avancement : la fabrique de vélos .
Notion d'avancement (A. Willm)
La catalyse enzymatique est présentée dans cet article du cegep.

A1. TP : La durée d'une réaction chimique

Corrigé du TP : >>>
D'autres illustrations des facteurs cinétiques :
- Cuisson des aliments, autocuiseur et cinétique chimique !
- Vidéos :
Oxydation du glycérol par le permanganate de potassium. La réaction étant lente, rien ne se passe durant les premières secondes. La réaction étant très exothermique, le dégagement de chaleur augmente la température et la réaction s'emballe.


Deuxième exemple : oxydation de l'eau oxygénée par le permanganate de potassium



A2. TP : Suivi temporel d'une réaction par spectrophotométrie

           - corrigé >>>
           - fichier LatisPro absorbances (clic-droit puis enregistrer sous) >>>
           - fichier LatisPro corrigé (clic-droit puis enregistrer sous) >>>

Une animation où l'on peut faire varier les facteurs cinétiques température et concentration d'un réactif .


A3. TP : Suivi temporel d'une synthèse par CCM





C11 : REPRÉSENTATION SPATIALE DES MOLÉCULES programme officiel


Les compléments de cours en vidéo de ce chapitre sur exo-video (Thierry Collet).


Rappels sur les notions :
- de chiralité et d'énantiomérie (Hachette),
- et de conformations (Hachette).

Puis, pour s'entraîner et se tester, 3 animations :
- notion de chiralité,
- identifier les carbones asymétriques d'une molécules,
- déterminer la relation de stéréoisomérie entre deux molécules.


Deux logiciels pour dessiner puis visualiser des molécules en 3D :
- Chemsketch (gratuit mais nécessite une inscription sur le site)
- Avogadro (gratuit)

Les molécules proposées ci-dessous sont visualisables avec Avogadro : enregistrer le fichier (clic-droit, enregistrer sous) puis les ouvrir à partir de l'emplacement retenu.

A1. La chiralité des molécules

La chiralité en BD avec Phil le chimiste !

L'acide tartrique du document 3 de l'activité.

La représentation de Cram (A. Willm).


A2. Les différentes isoméries en chimie

Les conformations de l'éthane (A. Willm) et celles du butane (?).


A3. TP : Isoméries de configuration

Partie A
- acides maléique (Z) et fumarique (E)
- mesure d'une température de fusion au banc Kofler
- principe de la chromatographie

Partie B


A4. Propriétés biologiques et stéréochimie


Les propriétés biologiques des énantiomères de médicaments:
- les énantiomères de l'ibuprofène : antalgique + non actif
- les énantiomères du thalidomide : tératogène + sédatif
Les conformations d'une protéine ne sont pas dues qu'aux seules liaisons hydrogène : plus d'informations ici.








C12 : TRANSFORMATIONS EN CHIMIE ORGANIQUE programme officiel



Les électronégativités des éléments permettent de prévoir la polarisation d'une liaison chimique. L'électronégativité traduit la tendance d'un atome à attirer à lui les électrons de la liaison dans lequel il est engagé.

A1. Les réactions en chimie organique

Les compléments de cours en vidéo de ce chapitre sur exo-video (Thierry Collet).

A2. Les mécanismes réactionnels

Les compléments de cours en vidéo de ce chapitre sur exo-video (Thierry Collet).

Les mécanismes réactionnels en chimie décrivent le déroulement à l'échelle moléculaire de chaque étape d'une transformation chimique : la formation et la rupture de liaisons sont la conséquence du déplacement d'un ou plusieurs doublets d'électrons représentés par une flèche courbe. Voici les mécanismes réactionnels de quelques transformations en chimie organique.



C13 : RÉACTIONS ACIDO-BASIQUES programme officiel

 

Les compléments de cours en vidéo de ce chapitre sur exo-video (Thierry Collet).

Effet thermique de la dissolution de l'acide sulfurique dans l'eau :



A1. TP : Notion d'équilibre chimique


On dit qu'un système est dans un état d'équilibre chimique lorsque les concentrations des réactifs et des produits n'évoluent plus. Pour certaines réactions, l'avancement final xmax n'est pas atteint car la transformation inverse est possible : à l'échelle macroscopique, l'état du système ne semble plus évoluer alors qu'à l'échelle microscopique les entités continuent à réagir selon deux réactions inverses. L'équilibre chimique est dynamique, il ne traduit pas l'absence de réaction chimique mais la coexistence de deux réactions inverses se produisant simultanément et à la même vitesse.
Interprétation d'une réaction chimique totale ou partielle au niveau microscopique : chosir une transformation limitée et observer que certains chocs entre molécules des produits (sphères orange + rouge) peuvent parfois redonner les réactifs de départ. Cette simulation permet aussi d'interpréter les facteurs cinétiques température et concentrations des réactifs en termes de chocs efficaces.


A2. TP : Déterminer la valeur d'une constante d'acidité

Les pKa des couples acide-base usuels : >>>


A3. pH des milieux biologiques

Partie A : l'animation sur l'activité d'une enzyme en fonction du pH (Nathan)


A4. Constante d'acidité d'un indicateur coloré

Les indicateurs colorés usuels en chimie : >>>



C14 : TRANSFERTS THERMIQUES programme officiel


Les compléments de cours en vidéo de ce chapitre sur exo-video (Thierry Collet).

Les 3 modes de transferts thermiques (conduction, convection et rayonnement) sont présentés dans cette animation (Hachette).
Le phénomène de convection est illustré par cette vidéo :

A1. Microscopes

Deux animations qui illustrent le principe :
           - du microscope à force atomique (AFM),
           - et du microscope à effet tunnel.
Une autre vidéo présentant la microscopie à effet tunnel (tout est quantique) :


A2. Bilans énergétiques


A3. TP : Emmagasiner de l'énergie thermique

La correction du TP : >>>


A4. Comment établir un bilan thermique ?

Le principe de la pompe à chaleur (Pour la Science).

A5. Isolation thermique

Une animation qui permet de calculer le flux thermique à travers une paroi.

La chaleur quitte la maison par 1000 chemins, mais cinq sont plus fréquents
(Les lois du monde R. Lehoucq).

Deux articles de Pour la Science :
           - "le fond de l'air effraie" : la sensation de chaud et de froid dépend des transferts thermiques reçus et de la conductivité thermique des matériaux.
           - "le bédouin était en noir" : les vêtements blancs seraient moins chauds au soleil puisqu'ils réflichissent bien la lumière. Pourtant les bédouins s'habillent aussi en noir. Pourquoi ?


C15 : PHYSIQUE QUANTIQUE programme officiel

 

Les compléments de cours en vidéo de ce chapitre sur exo-video (Thierry Collet).

A1. Onde ou particule ?

Plusieurs expériences ont éclairé d'un nouveau jour la nature de la lumière : l'effet photoélectrique et l'effet Compton, qui impliquent un comportement corpusculaire du rayonnement.
Des compléments sur ces expériences (laradioactivité.com) :
           - l'effet photoélectrique,
           - et l'effet Compton.
et l'animation sur l'effet photoélectrique.

Une interview de Louis de Broglie, prix Nobel de physique, qui présente ces travaux en mécanique quantique. Il a étendu à toutes les particules matérielles l'idée que ces particules sont accompagnées d'une onde.


L'expérience des bi-fentes d'Young réalisée avec des atomes envoyés un par un (double slit experiment) décrite par Jim Al-Khalili : "If you can explain this using common sense and logic, do let me know, because there is a Nobel Prize for you...".


Tout objet quantique est à la fois un corpuscule, comme une balle de tennis, et une sorte d’onde, comme une vague dans la mer. Un peu comme une balle de tennis qui serait à plusieurs endroits à la fois. Mais quand on mesure où il est, l’objet quantique se réduit soudainement en un point. Ainsi les électrons, les atomes, les molécules ou même les photons ‒ les grains de lumière ‒ sont tout à la fois de petits corps et des ondes ! C’est la propriété de base du monde quantique.

A2. Transferts quantiques d'énergie

Inventé par les physiciens, le laser utilise les atomes et leurs propriétés quantiques pour produire une lumière unique en son genre. Très directionnelle, d’une couleur unique très pure, la lumière laser est constituée de grains de lumière, les photons, tous identiques et parfaitement superposés. Le laser sert en médecine, dans l’industrie, dans les lecteurs DVD, ou dans les fibres optiques des réseaux internet. Dans les laboratoires, les chercheurs s’en servent par exemple pour manipuler les atomes.

Les principales propriétés du laser (directivité, monochromaticité, concentration spatiale et temporelle de l'énergie) sont rappelées dans cette animation (ONERA).







THÈME 3 : AGIR

C16 : LES ENJEUX ÉNERGÉTIQUES ET ENVIRONNEMENTAUX programme officiel

 

A1. Les énergies de demain

Énoncé + corrigé de l'activité.

Dans le domaine de l'énergie, nous pouvons désormais devenir des acteurs et citoyens responsables en isolant efficacement nos logements et en installant panneaux solaires et éoliennes... (universcience.tv)




A2. Bilan énergétique d'une voiture

Énoncé + corrigé de l'activité : bien retenir que le rendement global d'un chaîne énergétique se calcule en faisant le produit des rendements de chaque étape.

La voiture électrique : une fausse bonne idée ? (terretv)


Les émissions de CO2 d'un véhicule électrique "du puits à la roue" dépendent donc très fortement du mix énergétique permettant de produire l'électricité.
Le résultat peut être très variable (smart grids).
Le mix énergétique, ou bouquet énergétique, est la répartition des différentes sources d'énergies primaires consommées pour la production des différents types d'énergies.


A3. Le dioxyde de carbone

Énoncé + corrigé de l'activité.

Les gaz à effet de serre sont responsables du réchauffement climatique, et les industriels sont les plus grands émetteurs.
Il existe cependant trois méthodes pour capter ce CO2. Mais le stockage du CO2 est-il réellement efficace ? (terretv)


Ces techniques de captage du CO2 sont mises en avant par les producteurs de charbon qui souhaitent développer une filière dite "clean coal". Une vidéo de newgencoal (industrie minière du charbon australienne) qui explique de façon didactique ces techniques de captage et de stockage.

Que faut-il penser des technologies de captage et stockage du CO2 ?
Un rapport de l'Agence internationale de l'énergie affirme qu'elles pourraient contribuer à une réduction de 19% des émissions annuelles globales de CO2 à l'horizon 2050 ? (universcience)


A4. Synthèse de l'ibuprofène

Les procédés Boots et BHC : document en couleur.
Corrigé de l'activité : >>>




C17 : CONTRÔLE DE LA QUALITÉ PAR DOSAGE programme officiel


Les compléments de cours en vidéo de ce chapitre sur exo-video (Thierry Collet).

Il faut bien connaître les techniques expérimentales : fiches méthodes chimie (Académie d'Aix-Marseille).

A1. TP : Dosage par étalonnage

Corrigé du TP : >>>



A2. TP : Dosages colorimétriques

Fichier de référence : C17A2_Gum.gum2
Logiciel Gum_MC pour windows (version élève, déjà installé au lycée) : >>>
Corrigé du TP : >>>


A3. TP : Dosage par titrage

Corrigé du TP : >>>

Pour s'entraîner à mettre en oeuvre avec LatisPro :
           - la méthode de la dérivée sur la courbe pH = f(Vb),
           - et la détermination du volume équivalent Vbe sur la deuxième courbe σ = f(Vb),
vous pouvez exploiter ce fichier LatisPro qui regroupe les données du TP :
           - fichier avec les données (clic-droit puis enregistrer sous) >>>
           - et le corrigé >>>

Un simulateur de dosage pH-métrique pour :
           - reproduire les dosages usuels,
           - mettre en oeuvre la méthode des tangentes parallèles ou la méthode de la dérivée pour déterminer le volume équivalent,
           - chosir un indicateur coloré adapté pour repérer l'équvalence.
et une autre animation où la méthode des tangentes parallèles (B. Haas) est expliquée en détails.

Une autre animation pour les dosages avec suivi conductimétrique (G. Gastebois).









C18 : STRATÉGIE DE SYNTHÈSE ET SÉLECTIVITÉ programme officiel


Les compléments de cours en vidéo de ce chapitre sur exo-video (Thierry Collet).

Il faut bien connaître les techniques expérimentales : fiches méthodes chimie (Académie d'Aix-Marseille).

Quelques rappels et compléments sur les différentes étapes d'une synthèse.

A1. TP : Synthèse du paracétamol

Corrigé du TP : >>>

A2. Synthèse d'un arôme

Corrigé du TP : >>>





C19 : TRANSMETTRE & STOCKER DE L'INFORMATION programme officiel



Les compléments de cours en vidéo de ce chapitre sur exo-video (Thierry Collet) : numérisation et transmission et stockage de l'information.

Cours

A. Comment les informations sont-elles transmises ?
Le principe de la fibre optique à saut d'indice et à gradient d'indice (G. Tulloue) sont présentés dans ces animations.

B. Caractéristiques d'une image numérique
Convertisseur binaire/décimal.
Rappels sur les synthèses additives et soustractives des couleurs (A. Willm) .
Cette animation illustre la restitution des différentes couleurs à l'aide des sous-pixels RVB (A. Willm) .

C. Signal numérique
Lors d'une conversion analogique-numérique, la fréquence d'échantillonnage doit être suffisament élevée : par exemple, dans le cas d'un signal analogique périodique sinusoïdal, il faut au moins une vingtaine de points par période pour décrire correctement le signal. Cette animation permet de le visualiser (A. Willm).
La qualité de la conversion dépend ainsi de la fréquence d'échantillonnage mais aussi du pas du convertisseur (Hachette).


D. Comment stocker et lire des données sur un disque optique

Évolution des pas (distance entre 2 sillons) sur les disques CD, DVD et BD (blue-ray).

A1. Stockage de l'information sur un disque optique
Les sillons d'un CD et d'un DVD observés au microscope électronique sous le même grossissement. Loin du centre les sillons d'un DVD peuvent être considérés comme étant rectilignes et dessinent un réseau.

Corrigé du TP : >>>





C20 : CRÉER ET INNOVER programme officiel