5Physique

5Présentation de l’univers et des échelles de longueurs

• Utiliser à bon escient les noms des objets remplissant l’espace aussi bien au niveau microscopique (noyau, atome, molécule, cellule etc.…) qu’au niveau cosmique (Terre, Lune, planète, étoile, galaxie)
• Connaître quelques ordres de grandeurs de dimensions (frise des dimensions)
• Connaître l’unité internationale de longueur
• Connaître les significations des préfixes : kilo, méga, giga, milli, micro, nano, pico

• Utiliser les puissances de 10 dans l’évaluation des ordres de grandeur, dans les calculs, et dans l’expression des données et des résultats.
• Utiliser les préfixes : kilo, méga, giga, milli, micro, nano, pico
• Trouver l’ordre de grandeur d’une longueur connaissant sa valeur exacte
• Déterminer le nombre de chiffres significatifs d’une valeur numérique
• Donner un résultat d’un calcul avec le nombre adapté de chiffres significatifs
• Savoir classer des objets en fonction de leur taille. Savoir les positionner les uns par rapport aux autres sur une échelle de distances.
• Savoir que le remplissage de l’espace par la matière est essentiellement lacunaire, aussi bien au niveau de l’atome qu’à l’échelle cosmique.
• Mesure de la longueur d'une molécule avec …un double décimètre !!!!

Les messages de la lumière  

5La propagation de la lumière et les mesures de distances  

Ce qu’il faut savoir :

• Savoir énoncer le principe de propagation rectiligne de la lumière
• Connaître la valeur approchée de la vitesse de la lumière dans le vide
• Connaître la définition de l'année lumière
• Connaître la relation de Thalès et les relations trigonométriques dans un triangle rectangle (sinus, cosinus, tangente)
• Connaître le principe de la mesure du rayon terrestre par Eratosthène
• Savoir décrire le phénomène de diffraction de la lumière et connaître ses conditions d'observation

Ce qu’il faut savoir faire :

• Schématiser une expérience décrite
• Reconnaître à partir d’un schéma la relation de Thalès entre les différentes dimensions
• Résoudre un problème de mesure de longueur en utilisant Thalès  
• Résoudre un problème de mesure de longueur en utilisant les propriétés des triangles rectangles
• Repérer un angle.
• Mettre en œuvre une technique de mesure utilisée en TP pour mesurer une petite distance
• Garder un nombre de chiffres significatifs en adéquation avec la précision de la mesure
• Exprimer le résultat avec une unité adaptée
• Convertir des unités de vitesse (m/s ; km/s ; km/h)
• Expliquer que " voir loin, c'est voir dans le passé ".
• Savoir tracer une courbe d'étalonnage (abscisses ; ordonnées ; choix de l'échelle ; titre) et savoir l'utiliser

Ce qu’il faut savoir :

• Savoir ce qu'est une lumière monochromatique, ce que représente sa longueur d'onde
• Connaître le domaine de longueurs d'ondes visibles
• Définir le phénomène de réfraction
• Connaître la loi de Descartes pour la réfraction
• Savoir définir l'indice d'un milieu de propagation
• Savoir que l'indice de réfraction dépend de la nature du milieu et de la longueur d'onde de la lumière
• Savoir qu'un spectre continu est obtenu par chauffage d'un corps
• Savoir que la composition d'un spectre continu dépend de la température de la source

Ce qu’il faut savoir :

• Savoir placer sur un schéma la normale, l'angle d'incidence et l'angle de réfraction
• Savoir mesurer un angle par lecture directe sur un rapporteur
• Savoir utiliser sa calculatrice pour calculer la valeur d'un angle en degré connaissant son sinus
• Savoir utiliser la loi de Descartes pour déterminer un angle ou un indice (selon les données)
• Savoir calculer l'angle d'incidence limite quand il existe

Analyse de la lumière émise par différentes sources - Spectres d'émission continus et discontinus - Spectres d'absorption - Application à l'astrophysique

Ce qu’il faut savoir :

• Savoir qu'un corps chaud émet un rayonnement continu qui s'enrichit vers le violet quand la température de ce corps augmente.
• Savoir distinguer un spectre d'émission et un spectre d'absorption.
• Savoir repérer, par sa longueur d'onde dans un spectre d'émission ou d'absorption, une radiation caractéristique d'une entité chimique.
• Savoir qu'un atome ou un ion ne peut absorber que les radiations qu'il est capable d'émettre.
• Utiliser un système dispersif pour visualiser des spectres d'émission ou d'absorption et comparer ces spectres à celui de la lumière blanche.
• Savoir que l'étude des spectres permet de connaître la température (longueur d'onde du maximum d'émission) et la composition de l'enveloppe externe des étoiles (raies d'absorption).

Le mouvement et le temps

Le mouvement

Ce qu’il faut savoir :

• Savoir que le mouvement est relatif.
• Savoir définir un référentiel, référentiel géocentrique, référentiel terreste..
• Savoir ce qu'est la trajectoire d'un point et que sa forme dépend du référentiel choisi.
• Savoir qu'on peut qualifier un mouvement d'accéléré,ralenti ou uniforme (connaître la signification de ces mots)
• Savoir que l'on qualifie une trajectoire selon sa forme (rectiligne, curviligne, circulaire...)
• Savoir définir la vitesse moyenne, la vitesse instantanée
• Connaître l'unité SI de la vitesse.
• Savoir qu'une force s'exerçant sur un corps modifie la valeur de sa vitesse et/ou la direction de son mouvement.
• Savoir qu'une force constante s'exerçant sur un corps modifie la valeur de sa vitesse selon la direction de la force et qu'elle n'agit pas selon la direction qui lui est perpendiculaire.
• Savoir aussi que cette modification dépend de la masse du corps.
• Enoncer le principe d'inertie. Savoir qu'il est équivalent de dire : " un corps est soumis à des forces qui se compensent " et " un corps n'est soumis à aucune force ".
• Enoncé du principe d'inertie pour un observateur terrestre : " tout corps persévère en son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les forces qui s'exercent sur lui se compensent ".

Ce qu’il faut savoir faire:

• Décrire le mouvement d'un point dans deux référentiels différents.
• Calculer la vitesse instantanée d'un corps chronophotographié (sur un cliché ou à l'aide du tableur Excel)
• Utiliser le principe d'inertie dans un référentiel terrestre pour interpréter une variation de vitesse d'un corps sur Terre.
• Prévoir qualitativement comment est modifié le mouvement d'un projectile lorsqu'on modifie la direction du lancement ou la valeur de la vitesse initiale

La gravitation universelle

Ce qu’il faut savoir :

• Connaître la loi de la gravitation universelle
• Faire la différence entre poids et masse
• Savoir qu'un objet soumis à la gravitation peut avoir des trajectoires différentes selon sa vitesse initiale
• Savoir que la gravitation due à un astre dépend de la masse de l'astre

Ce qu’il faut savoir faire:

• Calculer la force d'attraction gravitationnelle entre deux corps ponctuels ou à symétrie sphérique
• Calculer la constante de pesanteur d'un astre connaissant sa masse et son rayon
• Calculer le poids d'un objet de masse connue à proximité d'un astre dont on connaît la constante de pesanteur.

Le temps - Mesurer le temps à l'aide de phénomènes périodiques - Quelques dispositifs construits par l'homme

Ce qu’il faut savoir :

• Connaître les définitions des mots " instant " " durée " et " date
• Savoir que l'origine des dates est arbitraire.
• Connaître l'unité légale de temps.
• Connaître les définitions de la période et de la fréquence d'un phénomène périodique.
• Nommer et reconnaître quelques dispositifs mécaniques ou électriques permettant la mesure d'une durée : cadran solaire, clepsydre, horloge à balancier…

Ce qu’il faut savoir faire:

• Passer des années aux mois, aux jours, aux heures, aux secondes et réciproquement.
• Savoir calculer la fréquence d'un phénomène à partir de sa période et réciproquement
• Exprimer les résultats des calculs avec les unités convenables.
• mettre en œuvre une technique de mesure utilisée en TP pour mesurer une durée
• Garder un nombre de chiffres significatifs en adéquation avec la précision de la mesure ; exprimer le résultat avec une unité adaptée

 5Chimie

 Ce qu’il faut savoir :

• Savoir que certaines espèces chimiques proviennent de la nature et d'autres de la chimie de synthèse.
• Connaître les noms des espèces identifiées dans le premier TP ainsi que les tests chimiques d’identification.
• Connaître les pictogrammes des 4 catégorie principales d’espèces dangereuses, les dangers associés et les moyens de s’en protéger
• nommer la verrerie de laboratoire employée.
  Définition et unités de la concentration massique
• Définition et unités de la masse volumique
• Définition de la densité

Ce qu’il faut savoir faire :

• Savoir utiliser les différentes unités de volume
• Schématiser une expérience décrite
• Allumer et utiliser le bec bunsen
• Calculer la densité à partir de la masse volumique et inversement
• Utiliser la relation donnant la concentration massique d’un soluté : c = m(soluté)/ V(solution)
• Reconnaître une solution saturée
• Calculer la densité d’un liquide à partir de sa masse volumique et inversement
• Utiliser la relation donnant la concentration massique d’un soluté : c = m(soluté)/ V(solution)
• Utiliser les propriétés d’un solution saturée (concentration massique = solubilité)

Ce qu’il faut savoir :

• Connaître le rôle du réfrigérant dans le dispositif d'hydrodistillation
• Connaître le rôle d'un solvant
• Repérer les phases d’un mélange de liquides non miscibles
• Savoir que la phase supérieure est le liquide à la plus faible densité
• Connaître le principe de quelques techniques d'extraction (hydrodistillation , extraction par un solvant, décantation, le pressage, la décoction, l'infusion, la macération, l'enfleurage)
• Connaître les différentes étapes d'une chromatographie

Ce qu’il faut savoir faire :

• Décrire le principe d'une hydrodistillation
• Savoir utiliser les différentes unités de volume
• Utiliser une ampoule à décanter
• Schématiser une ampoule à décanter
• Réaliser une chromatographie
• Exploiter un chromatogramme

Constitution de la matière

5Le modèle de l'atome

Ce qu’il faut savoir :

• Connaître la constitution d'un atome
• le symbole du noyau
• Savoir que l'atome est neutre bien qu'il renferme des particules chargées
• Savoir que sa masse est essentiellement concentrée dans son noyau et que sa structure est lacunaire
• Connaître la définition d'un isotope
• Savoir que c'est le numéro atomique qui caractérise l'élément chimique
• Savoir que l'élément chimique se conserve au cours de réactions chimiques.
• Connaître le symbole de quelques éléments
• Connaître la définition et le symbole d'un ion monoatomique
• Connaître quelques composés de l'élément cuivre

Ce qu’il faut savoir :

• déterminer la composition d'un noyau atomique et de l'atome connaissant son symbole
  A
  X
  Z
• Reconnaître des isotopes
• Calculer la masse approchée d'un atome connaissant celle de ses constituants

Règles de stabilité - Un modèle du cortège électronique des atomes

Ce qu’il faut savoir :

• Distinguer les électrons associés aux couches internes de ceux de la couche externe.
• Dénombrer les électrons de la couche externe.
• Connaître les règles du " duet " et de l'octet
• Donner la représentation de Lewis de quelques molécules simples : H2, Cl2, HCl, CH4, NH3, H2O, C2H6, O2, N2, C2H4, CO2.

Ce qu’il faut savoir faire:

• Savoir les appliquer les règles du " duet " et de l'octet pour rendre compte des charges des ions monoatomiques existants dans la nature et de la formation des molécules.
• Représenter des formules développées et semi-développées compatibles avec les règles du " duet " et de l'octet de quelques molécules simples, telles que C4H10 , C2H6O, C2H7N.
• Rendre compte de la géométrie des molécules : CH4, NH3, H2O, en se basant sur la répulsion électronique des doublets liants et non liants.

La classification périodique

Ce qu’il faut savoir :

• Connaître les critères actuels de la classification.
• Savoir qu'il existe des analogies entre les propriétés chimiques des éléments d'une même colonne.
• Savoir que les électrons de la couche externe sont responsables des propriétés chimiques des atomes.
• Localiser, dans la classification périodique, les familles des alcalins, des halogènes et des gaz nobles (ou " rares ").
• En utilisant la classification périodique, retrouver la charge des ions monoatomiques et le nombre de liaisons que peuvent établir les éléments de chacune des familles de la colonne du carbone, de l'azote, de l'oxygène et du fluor. (généralisation à des éléments de Z plus élevés que 20).
• connaître les formules chimiques des corps utilisés en TP...( faire la liste)
• savoir nommer la verrerie de laboratoire (bécher, tube à essai, pipette, éprouvette... voir les photos)

Ce qu’il faut savoir faire:

• réaliser une expérience à partir d'un schéma
• schématiser une expérience
• interpréter par une phrase simple les observations d'une expérience

La mole

Ce qu’il faut savoir :

• Définir la mole
• Connaître la valeur du nombre d'Avogadro
• Définir la masse molaire (atomique, moléculaire ou ionique) et connaître son unité
• Savoir que la masse molaire atomique (en g/mol) d'un isotope correspond à son nombre de masses.
• Connaître la définition et l'expression de la concentration molaire d'une espèce moléculaire dissoute.

Ce qu’il faut savoir faire:

• Calculer la masse molaire d'un mélange de 2 isotopes d'un élément.
• Calculer la masse molaire d'un composé moléculaire ou ionique connaissant les masses molaires atomiques
• Savoir utiliser la formule qui lie la masse d'un composé et la quantité de matière qu'il renferme.
• Savoir utiliser les expressions de la concentration molaire et de la concentration massique.
• Déterminer une quantité de matière (exprimée en mol) connaissant la masse d'un solide ou le volume d'un liquide ou d'un gaz.

La transformation chimique

Ce qu’il faut savoir :

• Définir les réactifs, les produits, les espèces spectatrices
• Savoir que les nombres stoechiométriques traduisent la conservation des atomes de chaque espèce et de las charge totale au cours de la transformation

Ce qu’il faut savoir faire:

• Écrire l'équation de la réaction chimique avec les nombres stœchiométriques corrects.