Physique   partie 1
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Physique   partie 1 Physique partie 1 Presentation Transcript

  • PARTIE 1 Ondes et Particules
  • O1. Extraire et exploiter des informations sur l’absorption de rayonnements par l’atmosphère terrestre et ses conséquences sur l’observation des sources de rayonnements dans l’Univers.
  • Exemples • C’est grâce à l’analyse des ondes ou des particules que les scientifiques peuvent étudier les objets de l’Univers. • La composition des étoiles est connue via l’analyse du spectre du rayonnement émis (visible, ultraviolet et infrarouge).
  • Exemples • Les particules apportent des informations sur l’Univers et sur la structure intime de la matière. • Les particules qui constituent les rayons cosmiques apportent des informations sur le Soleil et certains astres lointains.
  • Exemples • L’atmosphère terrestre interagit avec les rayonnements qu’elle reçoit. L’absorption des rayonnements par l’atmosphère dépend de leur nature: –La lumière visible et la plupart des ondes radio sont peu ou pas absorbées par l’atmosphère –Les rayons X, certains UV et les grandes ondes radio ne franchissent pas la haute atmosphère
  • Exemples • Les capteurs utilisés pour étudier les rayonnements entrant dans l’atmosphère doivent être situés à des altitudes où ces rayonnements sont encore présents dans une proportion non négligeable.
  • O2. Connaitre des sources de rayonnement radio, infrarouge et ultraviolet.
  • • La lumière visible, les rayonnements ultraviolets et infrarouges, les ondes radio, …, sont des ondes électromagnétiques, qui peuvent se propager sans support matériel. Elles peuvent en particulier se propager dans le vide. • A distinguer des ondes mécaniques (ex : son).
  • Rayonnement UV : 10 à 400nm Ces rayonnements sont fortement absorbés par l’atmosphère: l’observation doit se faire avec des télescopes spatiaux.
  • Rayonnement IR : 750nm à 1mm Généralement les corps froids (<3000K) de l’Univers émettent des IR. Là encore, utilisation de télescopes spatiaux.
  • Ondes radio : >1mm Rayonnement fossile : rayonnement baignant tout l’Univers (résultat actuel du rayonnement thermique de l’Univers émettait au début de son évolution).
  • O3. Extraire et exploiter des informations sur les manifestations des ondes mécaniques dans la matière.
  • • Onde mécanique : phénomène de propagation d’une perturbation dans un milieu matériel. • Contrairement aux ondes électromagnétiques, l’onde mécanique nécessite un milieu matériel (elle ne se propage donc pas dans le vide).
  • • Le son, les ondes sismiques, la houle, …, sont des ondes mécaniques: ce sont des perturbations qui se propagent dans la matière. • Exemple : l’étude des onde sismiques permet d’analyser la structure interne de la Terre.
  • • La magnitude d’un séisme est généralement mesurée selon l’échelle de Richter. C’est une échelle logarithmique de mesure de l’énergie libérée au foyer d’un séisme, indépendamment du lieu d’observation. C’est une grandeur sans unité. • Pas de formule à connaitre, mais l’exploitation de la formule ressemble à celle du niveau sonore.
  • Quelques formules à connaitre • Période : durée minimale au bout de laquelle un phénomène se reproduit identique à lui- même (seconde : s) • Fréquence : nombre de répétition par seconde d’une phénomène périodique (Hertz : Hz). 1 1 ouf T T f  
  • Quelques formules à connaitre • Longueur d’onde  : plus petite distance qui sépare deux points qui vibrent en phase. • Ces longueurs d’onde caractérisent certaines ondes mécaniques et électromagnétiques (voir diapo 9) : partie 2.
  • Quelques formules à connaitre • Célérité d’une onde • Célérité et fréquence d v t  .v f T   
  • O4. Connaitre la relation liant le niveau d’intensité sonore à l’intensité sonore. O5. Exploiter la relation liant le niveau d’intensité sonore à l’intensité sonore.
  • Intensité sonore (non exigible) • L’onde sonore se propage dans les trois directions à partir d’une source. • La source émet une puissance P. • Cette puissance se répartit sur la surface S d’une sphère. P I S  Il faut imaginer la propagation en 3D.
  • Niveau d’intensité sonore • L : niveau d’intensité sonore (dB) • I : intensité sonore (W/m²) • I0 : intensité de référence (10-12W/m²) 0 10.log I L I       
  • Exploiter 0 10.log I L I        0 log 10 L I I        10 10 L I I 10 0.10 L I I10 0.10 L I I
  • O6. Extraire et exploiter des informations sur : – des sources d’ondes et de particules et leurs utilisations – un dispositif de détection
  • Exemples • Photorésistance : capteur de lumière • Les ballons sondes météorologiques : – Température, pression, vitesse du vent, humidité… • Le télescope spatial : ondes de l’Univers • Le compteur Geiger : particule radioactive • Sismomètre : ondes sismiques • Œil : onde lumineuse
  • O7. Pratiquer une démarche expérimentale mettant en œuvre un capteur ou un dispositif de détection.