les questions que se posent les hommes depuis la nuit des
publicité
Progresion 2nde « L’UNIVERS » Groupe lycée – Académie de Nice -2010 LES QUESTIONS QUE SE POSENT LES HOMMES DEPUIS LA NUIT DES TEMPS ? Nous allons effectuer un voyage dans le temps et essayer de répondre aux questions qui se sont posées à nos ancêtres. Physique chapitre n°1 : Comment se repérer dans le temps. Activité n°1 : Faire réfléchir sur l’image ci-dessous. (classe entière) Objectifs pour une séance d’1 heure : Introduire la notion de jours, mois et année à l’aide de phénomènes astronomiques. Introduire la notion de phénomène périodique. Définir les termes de périodes et fréquences et leurs unités. Définir l’année, le jour, la minute et la seconde. Nos ancêtres (hommes préhistoriques) étaient mobilisés par la chasse, souvent lorsqu’un clan avait repérer un gros gibier, il essayait de trouver un clan avec lequel s’allier pour mener à bien le projet de chasse. A l’aide de cette image, imaginer le moyen dont ces hommes disposaient pour se donner rendez-vous ? PROGRESSION Page 1 sur 6 Progresion 2nde « L’UNIVERS » Groupe lycée – Académie de Nice -2010 Comment pouvaient-ils faire s’ils voulaient rallonger la durée de ces rendez-vous ? Quel phénomène est-il commun à ces différents procédés de mesure du temps ? Exercices d’applications : 1) Convertir les durées suivantes : 1 année = jours = h= min = s 3h= s 1min = h 1s = min = h 2) Au cours de la mission Apollo 11, du 16 au 24 juillet 1969, des hommes marchèrent pour la première fois sur la Lune. Déclenché au début, de la mission, le chronomètre de la salle de contrôle indiquait 703 115s quand l’équipage revient sur Terre. a) Exprimer la durée de la mission sous la forme j, h, min, s. b) Ce résultat est-il compatible avec les dates indiquées ? Evaluation rapide pour vérifier acquisition du vocabulaire : Séance suivante, proposer un QCM de 5 min sur période, fréquence et changement d’unité. 0,5 Hz 2 000 Hz 500 Hz 0,002s 0,001s 100s 100ms 100s 3 jours 259 200s 4320s 0,008 an 25 104 25 10-4 2,5 103 2,510-3 165 102 16,5 103 16,510-3 1,65104 La fréquence d’un oscillateur de période égale à 2ms est La période d’une horloge dont la fréquence est égale à 10 000Hz est Une durée de 72 h correspond à 0,0025 s’écrit en écriture scientifique 16500 s’écrit en écriture scientifique TP n°1 : Concevoir et mettre en ouvre un protocole de mesure d’une durée. Durée : 1h30 en demi-groupe + éventuellement 1h en classe entière Problématique : On veut fabriquer un dispositif permettant d’évaluer la durée d’un tour de stade lors d’un entrainement sportif, ainsi que la durée des oscillations d’un diapason Objectifs : montrer la corrélation entre durée à évaluer et choix de la période Savoir mesurer une période et déterminer les paramètres pouvant influencer la période. PROGRESSION Page 2 sur 6 Progresion 2nde « L’UNIVERS » Groupe lycée – Académie de Nice -2010 Matériel disponible : Stéthoscope ; bouteille d’eau munie d’un bouchon percé ; potence + pince ; éprouvette graduée ; Pendule, chronomètre ; GBF ; oscillo ; diapason ; micro. Recherche pour répondre aux questions (On s’aidera d’internet et on pourra présenter son travail sous forme de CD et on n’oubliera pas d’indiquer sa bibliographie) : Quelle est l’histoire de la mesure du temps ? Comment défini-t-on la seconde ? A force d’observer les astres, les hommes ont voulu aller toujours plus loin. Un documentaire, cité ci-dessous servira à l’introduction des différents chapitres suivants : il permet ainsi de mener de front la partie physique et chimie ou de traiter intégralement la physique puis la chimie. Physique chapitre n°2 : Description de l’univers. Activité n°2 : Visionner le documentaire : 1H en classe entière http ://video.google.com/videoplay ?docid=6257161120942605502# Objectifs : Introduire les galaxies, étoiles, systèmes planétaires ; Introduire la notation scientifique ; l’ordre de grandeur d’une mesure ; Remplissage de la matière dans le système solaire. Introduire la notion de voir loin c’est voir le passé ; Vitesse de la lumière ; année lumière. Faire prendre des notes pour répondre aux questions Questions pour exploiter la vidéo : A] Ecrire les données suivantes, indiquées dans la vidéo en écriture scientifique (puissance de 10) : A faire à la maison 1) Une température de mille milliard de degré. 2) L’âge de l’univers est de 13 milliards d’années. 3) Au bout d’un millionième de seconde. 4) 3 min sont nécessaire à l’univers pour se refroidir, exprimer ce résultat en seconde en écriture scientifique. 5) Donner l’ordre de grandeur des mesures précédentes. B] A quelle distance du Soleil se trouve la Terre ? C] Quelle est l’importance de cette distance pour les astrophysiciens ? Activité N°3 : Visualisation du système solaire. 1 H en classe entière avec finalisation du chapitre n°2. Décrire la constitution du système solaire. Exercice d’applications : PROGRESSION Page 3 sur 6 Progresion 2nde « L’UNIVERS » Groupe lycée – Académie de Nice -2010 Voir dans le passé : La constellation de la baleine est située dans la Galaxie de WolfLundmark. 1) Calculer la durée mise par un signal se propageant depuis la Terre à la célérité c = 3,0 108 m.s-1 pour arriver à cette constellation distante de notre planète de 1,5 1019 km. 2) Exprimer la distance entre la terre et cette constellation en année lumière. Distances astronomiques : Compléter le tableau suivant : Proxima du Centaure Etoile Etoile Polaire Galaxie d’Andromède Nébuleuse du Crabe Distance en km Distance au Soleil en a.l Distance au Soleil en u.a Evaluation. Chapitre de physique n°3 : La lumière des étoiles. Première partie : La propagation de la lumière dans l’univers. 30 min en correction classe entière. Objectifs : Voir loin c’est voir dans le passé ; Vitesse de propagation de la lumière dans le vide ; Année lumière ; A faire à la maison : A] Expliquer les phrases suivantes du documentaire : « Le télescope devait nous transporter à travers l’espace et le temps en observant de jeunes étoiles ? » « L’œil du télescope ramène des images du passé lorsque les premières galaxies et les premières étoiles sont venues au monde » B] Quelle est la vitesse de propagation de la lumière dans le vide ? C] A quoi peut servir la vitesse de propagation de la lumière dans le vide pour les astrophysiciens ? D] Pourquoi l’observation des étoiles est-elle de meilleure qualité lorsque les télescopes se trouvent dans l’espace ? SL : Projet possible sur L’atmosphère terrestre. MPS : Projet possible sur Science et vision du monde. La visualisation du documentaire vous montre l’importance pour le scientifique de la connaissance de son proche et lointain environnement. Pour cela le scientifique fait PROGRESSION Page 4 sur 6 Progresion 2nde « L’UNIVERS » Groupe lycée – Académie de Nice -2010 appel à des techniques de plus en plus poussées. Vous pourrez à l’aide de ce thème en illustrer quelques exemples. TP n°2 : Mesure d’une distance à l’aide d’une onde sonore. Deuxième partie : Quelle est la nature de la lumière, en quoi est-elle utile pour les astrophysiciens ? A faire à la maison à l’aide du documentaire pour la préparation du TP. A] Qu’a permis l’étude de la lumière émise par les étoiles ? B] Que fait un corps lorsqu’on le chauffe ? C] Que créent les étoiles ? TP n°3 : La lumière émise par le Soleil, une lampe à vapeur de sodium et une ampoule normale sont-elles identiques ? 1H 30 en demi-groupe Objectifs : Montrer qu’un réseau et un prisme sont des systèmes dispersifs ; Observer l’effet d’un système dispersif sur la lumière du Soleil et sur diverses lumières émises par des lampes ; Introduire la notion de spectre ; spectre d’absorption et d’émission ; Matériel : Diverses lampes (sodium, mercure, à filament) ; spectroscope à réseau ; rétroprojecteur muni d’un réseau ; solutions (KMnO4 ; CuSO4 ; I2) ; filtres de différentes couleurs. 1 H en classe entière pour la conclusion sur la nature de la lumière émise par le Soleil ainsi que sa composition. Exercice d’application : Lecture de quelques spectres d’émission et d’absorption TP n°4 : Pourquoi la lumière est-elle dispersée par un prisme ? 1H30 en demigroupe Objectifs : Montrer que la lumière se propage en ligne droite dans l’air ; Montrer que la direction de propagation change lors de la traversée d’un milieu différent ; Introduire la notion de réfraction ; Matériel : Prisme ; dioptre ; cuve remplie d’eau ; tasse ; pièce ; lampe ; laser Projet possible SL : L’atmosphère terrestre : A partir du TP on pourra essayer de monter un projet sur le thème « Rayonnement solaire ». PROGRESSION Page 5 sur 6 Progresion 2nde « L’UNIVERS » Groupe lycée – Académie de Nice -2010 Chapitre chimie n°1 : L’atome. Activité Chimie n°1 : Constitution de la matière. A faire à la maison à l’aide du documentaire pour la préparation du cours. A] De quoi est constitué l’univers à son origine ? B] De quoi est constitué l’univers à la date 3 min ? C] Que manque-t-il aux noyaux au début de la vie de l’univers pour former des atomes ? D] Quelle est l’origine de la formation des noyaux d’hydrogène ? A faire en classe entière : 1H Objectifs : A partir du documentaire, faire apparaître les points suivants : Notion de noyau ; Symbole du noyau ; Nuage électronique ; Ordre de grandeur de la dimension de l’atome du noyau : remplissage de l’espace par la matière à l’échelle microscopique ; Atome électriquement neutre ; Masse noyau ; électrons ; TP chimie n°1 : L’élément chimique fer. 1H 30 en demi-groupe. L’élément chimique fer est l’élément le plus lourd qui termine la chaine de fabrication des éléments chimiques par fusion dans une étoile au cours de sa vie. On peut partir de cet élément et réaliser diverses expériences. A voir avec Sylvie si les expces sont rélisables. PROGRESSION Page 6 sur 6
