Programme de seconde jusqu'à l'année 2009-2010
Lien vers le programme complet sur le site du Ministère de l'Education Nationale.
PROGRAMME DE PHYSIQUE : COMPETENCES EXIGIBLES :
I - Exploration de l’espace (5 TP, 10 heures en classe entière)
Cette partie présente l’Univers qui nous entoure, de l’atome aux galaxies. On apprend à s’y repérer par la mesure de distances, de l’échelle atomique à l’échelle astronomique, et à utiliser la lumière pour obtenir des renseignements sur les astres et la matière contenus dans l’espace.
pour approfondir : Des ressources au sujet des planètes extrasolaires.
1 - De l’atome aux galaxies.
Illustration : « Paysages de sciences », 100 images de l'infiniment grand à l'infiniment petit
1.1. Présentation de l’Univers
L’atome, la Terre, le système solaire, la Galaxie, les autres galaxies.
1.2. Echelle des longueurs
Echelle des distances dans l’univers de l’atome aux galaxies. Unités de longueur. Taille comparée des différents systèmes.
1.3. L’année de lumière
Propagation rectiligne de la lumière. Vitesse de la lumière dans le vide et dans l’air. Définition et intérêt de l’année de lumière.
Illustrations : à propos de la vitesse de la lumière
2 - Messages de la lumière
2.1. Un système dispersif, le prisme
Caractérisation d’une radiation. Lois de Descartes sur la réfraction pour une radiation (l’un des milieux étant l’air). Dispersion de la lumière blanche par un prisme. Variation de l’indice d’un milieu transparent selon la radiation qui le traverse; interprétation qualitative de la dispersion de la lumière par un prisme.
Illustrations : à propos de l'arc-en-ciel
2.2. Les spectres d’émission et d’absorption.
2.2.1. Spectres d’émission
Spectres continus d’origine thermique. Spectres de raies.
Illustrations : Des ressources au sujet des lampes à sodium et d'autres concernant le corps noir.
2.2.2. Spectres d’absorption
Bandes d’absorption de solutions colorés. Raies d’absorption caractéristiques d’un atome ou d’un ion.
2.3. Application à l’astrophysique
Illustration : Des exemples d'applications actuelles de l’observation des spectres en astronomie.
II - L’Univers en mouvements et le temps (4 TP, 8 heures en classe entière)
Le mouvement des planètes est interprété par l’existence des forces d’interaction gravitationnelle. Ces mouvements ont permis à l’Homme de se repérer dans le temps. Par la suite, la fabrication d’horloges, mécaniques ou électriques, ont permis un repérage beaucoup plus précis.
1 - Mouvements et forces
1.1. Relativité du mouvement
Illustrations : Des animations sur le mouvement rétrograde de Mars mettent en évidence la différence de trajectoire de Mars dans les référentiels géocentrique et héliocentrique.
1.2. Principe d’inertie
1.2.a. Effets d’une force sur le mouvement d’un corps.
Rôle de la masse du corps.
1.2.b. Enoncé du principe d’inertie pour un observateur terrestre : “tout corps persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les forces qui s’exercent sur lui se compensent”
1.3. La gravitation universelle
1.3.a. L’interaction gravitationnelle entre deux corps.
1.3.b. La pesanteur résulte de l’attraction terrestre.
Comparaison du poids d'un même corps sur la Terre et sur la Lune
1.3.c. Trajectoire d’un projectile.
Interprétation du mouvement de la Lune (ou d’un satellite) par extrapolation du mouvement d’un projectile.
2 - Le temps
Illustrations : Des ressources au sujet du temps et de sa mesure.
2.1 Phénomènes astronomiques :
L’alternance des jours et des nuits, des phases de la lune, des saisons permettent de régler le rythme de la vie (jour, heure, mois, année).
Illustrations : Des animation et explications sur le le mouvement de la Terre au cours de l'année, les phases de la Lune, son mouvement au cours de l'année, le mois sidéral et le mois lunaire, les éclipses...
ressource externe : animation sur les phases de la lune
2.2 Dispositifs construits par l’Homme.
Illustrations : à propos des cadrans solaires, des horloges.
III - L’air qui nous entoure (3 TP, 6 heures en classe entière)
1. Du macroscopique au microscopique
1.1 Description d’un gaz à l’échelle microscopique.
1.2 Nécessité de décrire l’état gazeux par par des grandeurs physiques macroscopiques
1.2.1 Notion de pression
- force pressante exercée sur une surface, perpendiculairement à cette surface
- définition de la pression exercée sur une paroi par la relation P=F/S.
- instrument de mesure de la pression : le manomètre.
- unités de pression.
- mise en évidence et origine de la pression dans un gaz ; interprétation microscopique.
1.2.2. Notion d’état thermique
De nombreux phénomènes physiques peuvent renseigner sur l’état thermique d’un corps comme : la dilatation des liquides, la dilatation des gaz, la variation de la résistance électrique, l’émission de rayonnement (cf. Messages de la lumière)… La mesure d’une température implique l’équilibre thermique de deux corps en contact.
2. Lien entre agitation thermique et température : équation d’état des gaz parfaits
- l’agitation des molécules constituant un gaz à faible pression caractérise son état thermique et peut être utilisée pour définir sa température.
- tous les gaz permettent de définir la même échelle de température, dite échelle Kelvin
- l’absence d’agitation thermique correspond au zéro absolu.
- la température u en degré Celsius est déduite de la température absolue T.