Physique
Exploration de l’espace

Présentation des dimensions dans l’univers

• 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
• 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 :

• Utiliser les puissances de 10 dans l’évaluation des ordres de grandeur, dans les calculs, et dans l’expression des données et des résultats.
• 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 et les positionner les uns par rapport aux autres sur une échelle de distances.
• Schématiser une expérience décrite
• Résoudre un problème de mesure de longueur en utilisant le théorème de Thalès ou les propriétés des triangles rectangles
• Repérer un angle.
• Mettre en œuvre une technique de mesure utilisée en TP pour mesurer une petite distance
• Exprimer le résultat avec une unité adaptée
• Savoir tracer une courbe d'étalonnage (abscisses ; ordonnées ; choix de l'échelle ; titre) et savoir l'utiliser
• Savoir évaluer une distance en mesurant une durée de propagation (de la lumière ou du son)
  

  Le phénomène de réfraction de la lumière

• 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

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

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
• Établir et exploiter une courbe d'évolution en faisant varier un seul paramètre.
• Définir et reconnaître une loi de proportionnalité.
• Garder un nombre de chiffres significatifs en adéquation avec la précision de la mesure ; exprimer le résultat avec une unité adaptée

• Savoir que la matière est constituée de molécules en mouvement.
• Savoir que l'état d'un gaz peut être décrit par des grandeurs macroscopiques comme : sa température ; son volume ; la quantité de matière du gaz ; sa pression
• Connaître l'unité légale de pression.
• Savoir interpréter la force pressante sur une paroi et la température par un modèle microscopique de la matière.
• Savoir que, à une pression donnée et dans un état thermique donné, un nombre donné de molécules occupe un volume indépendant de la nature du gaz.
• · Savoir que dans les conditions habituelles de température et de pression l'air de la salle de classe peut être assimilé à un gaz parfait.
• Savoir que l'équation d'état PV=nRT définit le modèle de comportement du gaz "parfait".

• Utiliser la relation P=F/S.
• Savoir mesurer une pression et une température : utiliser un manomètre adapté à la mesure - utiliser un thermomètre adapté à la mesure - garder un nombre de chiffres significatifs en adéquation avec la précision de la mesure - exprimer le résultat avec une unité correcte.
• Savoir utiliser les relation :q (°C) = T(K) - 273,15 et T(K) = q (°C) + 273,15
• Savoir utiliser la relation PV = nRT avec les unités appropriées.

 Ce qu’il faut savoir :

• Savoir définir une espèce chimique, une substance
• Savoir que certaines espèces chimiques proviennent de la nature et d'autres de la chimie de synthèse.
• Connaître les noms des espèces identifiées en TP ainsi que les tests chimiques d’identification.
• Connaître les pictogrammes des 4 catégories principales d’espèces dangereuses, les dangers associés et les moyens de s’en protéger
• nommer la verrerie de laboratoire employée en TP
  

Ce qu’il faut savoir faire :

• Schématiser une expérience décrite
• Allumer et utiliser le bec bunsen

  Extraction - Séparation - Identification d'espèces chimiques  

Ce qu’il faut savoir :

• Savoir que certaines espèces chimiques proviennent de la nature et d'autres de la chimie de synthèse.
• Connaître la définition et les unités de la masse volumique
• Connaître la masse volumique de l'eau dans les conditions habituelles.
• Connaître la définition de la densité d'un liquide par rapport à l'eau
• 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, la décoction, l'infusion, l'enfleurage)
• Connaître les différentes étapes d'une chromatographie

Ce qu’il faut savoir faire :

• Savoir utiliser les différentes unités de volume
• Calculer la densité à partir de la masse volumique et inversement
• Reconnaître une solution saturée
• 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

Le 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

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.
• Localiser, dans la classification périodique, les familles des alcalins, des halogènes et des gaz nobles (ou " rares ").
• connaître les formules chimiques des corps utilisés en TP...( faire la liste)
• savoir nommer la verrerie de laboratoire utilisée en TP (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

Un modèle du cortège électronique des atomes

Ce qu’il faut savoir :

• Savoir que les électrons de la couche externe sont responsables des propriétés chimiques des atomes.
• 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.
• 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)

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

Transformations de la matière

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.
• Savoir qu'une solution peut contenir des molécules ou des ions.
• Reconnaître et nommer la verrerie de base qui permet de préparer une solution de concentration donnée. voir les photos)

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.
• Prélever une quantité de matière d'une espèce chimique donnée en utilisant une balance, une éprouvette graduée ou une burette graduée.
• Réaliser la dissolution d'une espèce moléculaire.
• Réaliser la dilution d'une solution. voir l'animation
• Utiliser une balance et la verrerie de base qui permet de préparer une solution de concentration donnée (pipette graduée ou jaugée, poire à pipeter, burette, fiole jaugée ).voir l'animation
• Savoir utiliser l'expression de la concentration molaire d'une espèce moléculaire dissoute.

La transformation chimique

Ce qu'il faut savoir :

• Définir les réactifs, les produits, les espèces spectatrices dans une transformation·
• Savoir que les nombres stœchiométriques traduisent la conservation des atomes de chaque espèce et de la 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.
• Construire le tableau d'avancement d'une transformation et calculer l'avancement maximal à partir des quantités initiales. voir le diaporama