Proposition 1

Thème : L’Univers
Sous thèmes :
 Une première présentation de l’Univers
 Les étoiles
 Les éléments chimiques présents dans l’Univers
 Le système solaire
 L'atmosphère terrestre
Problématique : Nous sommes des « poussières d’étoiles »
Contenu
Compétences exigibles
Activités pédagogiques
des séances
proposées
Séance 1 : Présentation de l’Univers
La Terre, un grain
poussière dans l’Univers.
de
Description de l’Univers :
l’atome, la Terre, le système
solaire, la Galaxie, les autres
galaxies,
exoplanètes
et
systèmes
planétaires
extrasolaires.
Propagation rectiligne de la
lumière.
Vitesse de la lumière dans le
vide et dans l’air.
L’année de lumière.
• 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.
• Les échelles de distance dans
l’Univers (PPT)
• Histoire de la mesure de la
distance Terre-Lune (PPT)
• Connaître la valeur de la • L’expansion de l’Univers
vitesse de la lumière dans le vide (Vidéo ou texte)
(ou dans l’air).
• Mesure de longueurs (Travaux
• Connaître la définition de Pratiques)
l’année de lumière et son intérêt.
Savoir expliquer que « voir loin,
c’est voir dans le passé ».
• Mesure de la vitesse de la
lumière par Römer (PPT)
• Utiliser les puissances de 10
dans l’évaluation des ordres de
grandeur.
• Mesurer une distance.
Séance 2 : L’analyse de la lumière des étoiles
Que nous apprend la lumière
d’une étoile ?
Les spectres d’émission et
d’absorption
:
spectres
continus d’origine thermique,
spectres de raies.
Raies
d’émission
ou
d’absorption d’un atome ou
d’un ion.
Caractérisation d’une radiation
par sa longueur d’onde.
• Savoir qu’un corps chaud émet • Les poussières interstellaires
un rayonnement continu, dont (texte)
les propriétés dépendent de la
température.
•
Spectres
d’émission,
d’absorption
(Travaux
• Repérer, par sa longueur Pratiques)
d’onde
dans
un
spectre
d’émission ou d’absorption une
radiation caractéristique d’une • Spectre d’une étoile, le Soleil,
entité chimique.
composition chimique (Travaux
• Utiliser un système dispersif Pratiques)
pour visualiser des spectres
d’émission et d’absorption et
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comparer ces spectres à celui de
la lumière blanche.
• Savoir que la longueur d’onde
caractérise dans l’air et dans le
vide
une
radiation
monochromatique.
• Interpréter le spectre de la
lumière émise par une étoile :
température de surface et
entités chimiques présentes dans
l’atmosphère de l’étoile.
• Connaître la composition
chimique du Soleil.
Séance 3 : La réfraction de la lumière
Caractérisation d’un milieu
transparent.
Dispersion de la lumière • Utiliser un prisme pour • Réfraction de la lumière
blanche par un prisme.
décomposer la lumière blanche.
(Travaux Pratiques)
Réfraction.
Loi de Descartes.
•
Mener
une
étude
expérimentale sur la réfraction.
• Les mirages (Mont Canigou)
(PPT)
• Mettre en oeuvre un protocole
expérimental pour déterminer
l’indice de réfraction d’un milieu.
Séance 4 : D’où viennent les éléments chimiques ?
La modélisation de l’atome
Un modèle de l’atome.
Noyau (protons et neutrons),
électrons.
Nombre de charges et numéro
atomique Z.
Nombre de nucléons A.
Charge
électrique
élémentaire, charges des
constituants de l’atome.
Électroneutralité de l’atome.
Masse des constituants de
l’atome ; masse approchée
d’un atome et de son noyau.
Dimension : ordre de grandeur
du rapport des dimensions
respectives de l’atome et de
son noyau.
• Connaître la constitution d’un • Histoire de l’atome (texte)
atome et de son noyau.
• Connaître et utiliser le symbole
A
ZX.
• Savoir que l’atome
électriquement neutre.
est
• Connaître le symbole de
quelques éléments.
• Savoir que la masse de l’atome
est pratiquement égale à celle de
son noyau.
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La synthèse des éléments
chimiques.
Éléments chimiques.
Isotopes,
ions
monoatomiques.
Caractérisation de l’élément
par son numéro atomique et
son symbole.
Répartition des électrons en
différentes couches, appelées
K, L, M.
Répartition des électrons pour
les éléments de numéro
atomique compris entre 1 et
18.
Les règles du « duet » et de
l’octet.
Application
aux
ions
monoatomiques usuels.
Classification périodique des
éléments.
Démarche de Mendeleev pour
établir sa classification.
Critères
actuels
de
la
classification
:
numéro
atomique
et
nombre
d'électrons de la couche
externe.
• Connaître le symbole de • Test d’identification de
quelques éléments.
quelques
ions
(Travaux
Pratiques)
• Savoir que le numéro atomique
caractérise l’élément.
• Structure électronique des
atomes et des ions
• Mettre en oeuvre un protocole correspondant (PPT)
pour identifier des ions.
• Classification périodique des
• Mettre en oeuvre un protocole éléments (Travaux Pratiques)
expérimental pour vérifier la
conservation des éléments au
cours d’une transformation
chimique.
• Dénombrer les électrons de la
couche externe.
• Connaître et appliquer les
règles du « duet » et de l’octet
pour rendre compte des charges
des ions monoatomiques usuels.
• En utilisant la classification
périodique, retrouver la charge
des ions monoatomiques.
Séance 5 : Les mouvements des planètes
Comment
définir
mouvement ?
un
Relativité du mouvement.
Référentiel. Trajectoire.
• Comprendre que la nature du • Notion de référentiel (Phases
mouvement observé dépend du de la Lune, Mouvement
référentiel choisi.
rétrograde de Mars) (PPT)
La gravitation universelle.
La gravitation universelle.
L’interaction gravitationnelle
entre deux corps.
La pesanteur terrestre.
• Mesure de Poids –
• Calculer la force d’attraction Comparaison
Terre/Lune
gravitationnelle qui s’exerce (Travaux Pratiques)
entre deux corps à répartition
sphérique de masse.
• Savoir que la pesanteur
terrestre résulte de l’attraction
terrestre.
Comparer le poids d’un même
corps sur la Terre et sur la Lune.
Séance 6 : Les Forces
Forces et mouvement, quels
liens ?
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Actions
mécaniques, • Savoir qu’une force s’exerçant • Chronophotographie (Travaux
modélisation par une force.
sur un corps modifie la valeur de Pratiques)
sa vitesse et/ou la direction de
Effets d’une force sur le son mouvement et que cette
mouvement d’un corps : modification dépend de la masse • Principe d’inertie (Vidéo)
modification de la vitesse, du corps.
modification de la trajectoire.
• Savoir qu’il est équivalent de
Rôle de la masse du corps.
dire : « un corps est soumis à des
forces qui se compensent » et «
Principe d’inertie.
un corps n’est soumis à aucune
force ».
Observation de la Terre et des
planètes à partir de satellites • Utiliser le principe d’inertie
et de sondes.
pour
interpréter
des
mouvements simples en termes
de forces.
• Mettre en oeuvre des
techniques d’enregistrement de
mouvements.
• Extraire
pertinentes
scientifique.
les informations
dans l’actualité
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