année - Ecole Européenne

Physique - 7 ème année - Ecole Européenne
Tables des matières
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Chapitre n° 1 : ENERGIE DANS UN CHAMP RADIAL
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I) Terminologie générale et définition :
1) Configurations et états d’un système :
2) Définition :
II) Rappels sur le champ de gravitation :
1) Loi d'attraction universelle (loi de Newton) :
2) Champ de gravitation :
III) Energie potentielle de gravitation dans un champ radial :
1) Rappel de la définition du travail d'une force :
a) Travail élémentaire :
b) Travail d'une force sur un déplacement fini :
2) Travail fourni par un opérateur :
3) Energie potentielle et potentiel de gravitation :
a) Energie potentielle :
b) Potentielle de gravitation :
4) Energie mécanique d'un satellite en orbite circulaire autour d'un astre :
a) Energie cinétique :
b) Energie mécanique :
5) Vitesse de libération :
IV) Rappels sur le champ électrique :
1) La loi de Coulomb :
2) Champ électrique créé par une charge ponctuelle :
V) Energie électrique dans un champ radial :
1) Travail fourni par un opérateur :
2) Energie potentielle et potentiel électrique :
a) Energie potentielle :
b) Potentielle électrique :
3) Modèle de l'atome d'hydrogène :
a) Energie cinétique :
b) Energie mécanique :
c) Lien avec la mécanique quantique :
A retenir
Pour s'entraîner
Chapitre n° 2 : ENERGIE DANS UN CHAMP UNIFORME
I) Champ de pesanteur :
1) Force gravitationnelle et poids :
2) Champ de gravitation et champ de pesanteur :
3) Champ de pesanteur uniforme :
a) Direction du champ de pesanteur :
b) Mesure du champ de pesanteur :
c) Conclusion :
II) Energie potentielle et potentiel de pesanteur dans un champ uniforme :
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Table des matières
1) Travail fourni par un opérateur :
2) Energie potentielle de pesanteur :
3) Potentiel de pesanteur :
III) Energie d'une particule chargée dans un champ électrique uniforme :
1) Champ électrique uniforme :
2) Potentiel et différence de potentiel électrique dans un champ électrique uniforme :
a) Travail fourni par un opérateur :
b) Différence de potentiel :
3) Accélération d'une particule chargée dans un champ électrique uniforme :
A retenir
Pour s'entraîner
Chapitre n° 3 : MOUVEMENT DANS UN CHAMP
I) Mouvement d’un satellite dans le champ de gravitation d’un astre :
1) Les deux premières lois de Kepler :
2) Orbite circulaire :
a) Troisième loi de Kepler :
b) Satellite géostationnaire :
II) Mouvement d’un objet dans le champ de pesanteur uniforme de la Terre :
1) Lois horaires :
2) Définitions balistiques :
III) Mouvement d’une particule chargée dans un champ électrique uniforme :
1) Accélération d'une particule chargée :
a) Conditions initiales :
b) Théorème de l'énergie cinétique :
2) Déviation d’une particule chargée :
a) Etude de la trajectoire :
b) Application à l'oscilloscope :
A retenir
Pour s'entraîner
Chapitre n° 4 : ACTION D'UN CHAMP MAGNETIQUE UNIFORME
I) Champ magnétique créé par un solénoïde et des bobines de Helmholtz :
1) Solénoïde et bobine :
2) Bobines de Helmholtz :
3) Champ magnétique uniforme :
II) Produit vectoriel de deux vecteurs :
1) Définition :
2) Cas particuliers :
III) Force de Laplace, rappels :
1) Action d'un champ magnétique sur un courant :
2) Application de la force de Laplace :
IV) Force magnétique (de Lorentz) :
1) Mise en évidence :
2) Force de Lorentz :
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3) Variation de la vitesse de la particule :
V) Mouvement d’une particule chargée dans un champ magnétique uniforme :
1) Cas particulier :
a) Trajectoire :
b) Vitesse angulaire, période, fréquence :
2) Cas général :
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A retenir
Pour s'entraîner
Chapitre n° 5 : ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I) Différents types d’ondes mécaniques progressives :
1) Définition :
2) Ondes transversales :
3) Ondes longitudinales :
II) Phénomène de propagation :
1) Milieu de propagation :
2) Dimension d’un milieu :
3) Notion de front d’onde :
4) Signal propagé par l’onde :
5) Energie propagée par l’onde :
III) Célérité d’une onde :
1) Retard :
2) Définition de la célérité :
a) Cas d’un milieu à 1 dimension :
b) Cas d’un milieu à 2 ou3 dimensions :
3) Facteurs influençant la célérité :
IV) Propriétés des ondes :
1) Superposition :
2) Réflexion :
3) Equation de propagation :
4) Equation d'onde :
A retenir
Pour s'entraîner
Chapitre n° 6 : ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES PERIODIQUES
I) Phénomènes périodiques :
1) Définition :
2) Instruments de mesure du temps :
3) Décomposition en séries sinusoïdales :
a) Série de Fourier :
b) Spectre :
II) Ondes progressives périodiques :
1) Définition :
2) Double périodicité :
a) Périodicité temporelle :
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Table des matières
b) Périodicité spatiale :
III) Ondes progressives sinusoïdales :
1) Définition :
2) Périodicité spatiale ou longueur d’onde :
3) Longueur d’onde et mouvement des points du milieu :
4) Milieu à 2 ou 3 dimensions :
a) Phénomène de dilution :
b) "Surface d'onde" :
5) Onde plane dans un milieu à 3 dimensions :
IV) Effet Doppler (non relativiste) :
1) Source immobile :
2) Source en mouvement :
V) Réfraction et réflexion d'une onde :
1) Définition :
2) Expérience :
3) Loi de la réfraction :
VI) Phénomène de dispersion :
1) Définition :
2) Conséquences :
VII) Phénomène de diffraction :
1) Théorème de Huygens :
2) Expérience :
VIII) Phénomène d'interférence :
1) Expérience :
2) Interprétation intuitive du phénomène :
3) Etude mathématique dans un cas simplifié :
a) Hypothèses :
b) Amplitude maximum, amplitude minimum et points en phase :
c) Conclusion :
IX) Ondes stationnaires dans un milieu à une dimension :
1) Définition :
2) Etude mathématique simplifiée :
a) Présentation :
b) Réflexion totale :
c) Réflexion partielle :
X) Ondes stationnaires résonnantes :
1) Considérations générales :
2) Etude mathématique simplifiée :
a) Extrémités S et P "fixes" :
b) Extrémités S et P "libres" :
c) Extrémité S "fixe" et P "libres" (ou inversement) :
3) Applications :
A retenir
Pour s'entraîner
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Chapitre n° 7 : ONDES ELECTROMAGNETIQUES
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I) Notion d’onde électromagnétique :
1) Introduction :
2) Description ondulatoire :
a) Représentation schématique :
b) Célérité (ou vitesse) de propagation :
c) Fréquence et longueur d’onde :
II) Aspect géométrique de la propagation de la lumière :
1) Propagation rectiligne de la lumière :
2) indice de réfraction :
3) Les lois de Descartes :
4) Dispersion de la lumière :
a) Définition :
b) Etude de la dispersion par un prisme :
III) Aspect ondulatoire de la propagation de la lumière :
1) Diffraction de la lumière :
a) Expérience :
b) Résultats :
c) Démonstration à partir du principe ondulatoire de Huygens :
2) Interférences lumineuses :
a) Présentation :
b) Expérience :
c) Résultats :
d) Démonstration géométrique :
e) Principe ondulatoire de Huygens :
3) Diffraction par un réseau :
a) Réseau :
b) Etude géométrique :
c) Dispersion par un réseau :
IV) Mouvement relatif de la source et de l'observateur :
1) Ondes mécaniques :
2) Effet Doppler-Fizeau :
a) Mécanique classique :
b) Mécanique relativiste :
c) Ordres de grandeur :
3) Largeur des raies spectrales :
A retenir
Pour s'entraîner
Chapitre n° 8 : DUALITE ONDE CORPUSCULE
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I) Introduction :
II) L'effet photoélectrique :
1) Présentation de l'expérience :
2) Résultats de l'expérience :
a) Résultats qualitatifs :
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Table des matières
b) Influence de la tension accélératrice :
c) Influence de la puissance lumineuse :
d) Influence de la fréquence de la lumière :
3) Interprétation :
a) Potentiel d'arrêt :
b) Travail d'extraction :
c) Le photon :
III) Quantité de mouvement du photon :
1) Introduction :
a) Energie en mécanique relativiste :
b) Quantité de mouvement en mécanique relativiste :
c) Relation entre énergie et quantité de mouvement :
d) Cas du photon :
2) Effet Compton :
a) Présentation de l'expérience :
b) Résultats :
c) Interprétation :
3) Diffusion Thomson :
IV) Théorie ondulatoire de la matière :
1) Hypothèse de Louis De Broglie :
2) Diffraction des électrons :
a) Expérience de Davisson et Germer :
b) Interprétation :
3) Applications :
a) Généralités :
b) Diffraction des électrons :
c) Diffraction des neutrons :
A retenir
Pour s'entraîner
Chapitre n° 9 : PHYSIQUE ATOMIQUE
I) Les spectres optiques :
1) Les sources thermiques :
2) Les sources à décharges :
II) Modèle atomique :
1) Modèle planétaire :
a) Problèmes posés :
b) Le système Terre-satellite :
c) Système atomique :
2) Modèle de Bohr :
3) Notion sur le modèle quantique :
4) Diagramme d'énergie :
5) Application de l'analyse spectrale :
III) Structure électronique de l'atome :
1) Cas particulier de l'atome d'hydrogène :
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a) Etude expérimentale du spectre de l'hydrogène :
b) Etude théorique simplifiée de l'atome d'hydrogène :
c) Lien avec la mécanique quantique :
2) Nombres quantiques et modèle orbital de l'atome :
a) Nombre quantique principal n :
b) Nombre quantique orbital l :
c) Nombre quantique azimutal m :
d) Nombre quantique de spin :
IV) Principe de Pauli et représentation des configurations électroniques :
1) Principe d'exclusion de Pauli :
2) Remplissage des couches électroniques et tableau périodique :
3) Forme des orbitales atomiques :
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A retenir
Pour s'entraîner
Chapitre n° 10 : PHYSIQUE NUCLEAIRE
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I) Stabilité et instabilité des noyaux :
1) Composition du noyau :
2) Eléments et nucléides :
3) Unité de masse atomique :
4) Stabilité des noyaux :
II) Réactions nucléaires :
1) Définitions :
2) Les radioactivités :
a) Radioactivités α :
b) Radioactivités β :
c) Radioactivités γ :
3) Effets biologiques des rayonnements :
III) Etude statistique de la radioactivité :
1) Caractère aléatoire d'une désintégration :
2) Loi de décroissance radioactive :
a) Constante radioactive :
b) Loi de décroissance :
c) Demi-vie ou période radioactive :
d) Constante de temps :
e) Activité radioactive :
IV) Familles radioactives :
V) Equivalence masse-énergie :
1) L'énergie de masse :
2) Défaut de masse :
3) Energie de liaison :
4) Energie moyenne de liaison par nucléon :
5) Courbe d'Aston et conséquences :
VI) Fusion et fission :
1) réactions nucléaires provoquées :
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Table des matières
2) Fission nucléaire :
3) Fusion nucléaire :
VII) Bilan de masse ou d'énergie d'une réaction nucléaire :
1) Donnée des masses :
2) Donnée des énergies de liaison par nucléon :
A retenir
Pour s'entraîner
Approfondissement n° 1 : METHODE D'EULER
I) Forces exercées par un fluide :
1) Poussée d'Archimède :
2) Frottement fluide :
II) Chute verticale d'un solide dans un fluide :
1) Equation différentielle :
2) Résolution de l'équation différentielle :
a) Méthode numérique d'Euler :
b) Méthode analytique :
3) Vitesse limite :
4) Temps caractéristique ou constante de temps :
A retenir
Pour s'entraîner
Approfondissement n° 2 : MOUVEMENT DES PLANETES
I) La pomme et la Lune :
II) Le mouvement des planètes :
1) Les principaux éléments d'une orbite :
2) Les lois de Képler :
3) La loi de Newton :
4) Attraction universelle :
III) Mouvement d'un satellite :
1) Système isolé :
2) Réduction canonique :
3) Cas d'un satellite :
4) Etude du mouvement d'un satellite dans le champ de gravitation d'un astre :
5) Discussion :
a) Astres en interaction, de masses comparables :
b) Influence des autres astres :
c) Points de Lagrange :
6) Satellites artificiels de la Terre :
a) Eléments de l'orbite d'un satellite :
b) Satellite géostationnaire :
IV) Formule de Binet :
V) Les coniques :
1) Excentricité et paramètre :
2) Equation polaire d'une conique avec origine au foyer :
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Physique - 7 ème année - Ecole Européenne
3) Cas de l'ellipse et du cercle :
4) Cas de la parabole et de l'hyperbole :
5) Définition géométrique :
a) Cercle :
b) Ellipse :
c) Parabole :
d) Hyperbole :
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Approfondissement n° 3 : PHENOMENES DES MAREES
I) Théorie simplifiée :
1) Calculs théoriques :
a) Référentiels :
b) Objet à la surface de la Terre :
c) Influence de la Lune :
d) Influence du Soleil :
e) Explication qualitative :
2) Fréquence des marées :
3) Amplitude des marées :
a) La lunaison :
b) Inclinaison de l'axe de rotation de la Terre :
c) Ellipticité de l'orbite de la Lune :
d) Force centrifuge :
e) Phénomène de résonance :
II) Effets des marées :
1) Marée crustale :
2) Modification des vitesses de rotation :
III) Généralisation du phénomène :
1) Synchronisme :
a) Orbite synchrone :
b) Rotation synchrone :
2) Limite de Roche :
3) Autres effets :
4) Précession et nutation :
Approfondissement n° 4 : PHENOMENES ATMOSPHERIQUES
I) Introduction aux phénomènes météorologiques :
1) Bilan énergétique global moyen de l'atmosphère :
2) Transferts d'énergie et mouvement des masses d'air :
3) Stabilité d'une masse d'air :
4) L'humidité :
5) Formation de certains nuages :
6) Effet de fœhn :
II) Théorie simplifiée de l'arc-en-ciel :
1) Lumière monochromatique :
2) Lumière blanche
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