DE L`INFINIMENT PETIT À L`INFINIMENT GRAND

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DE L'INFINIMENT PETIT À L'INFINIMENT GRAND
1. Écriture scientifique et chiffres significatifs.
Les préfixes multiplicatifs (ostralo.net)
Utilisations des puissances de dix (ostralo.net)
Utilisation des préfixes multiplicatifs adaptés (ostralo.net)
Écrivez en écriture scientifique (avec le bon nombre de chiffres significatifs) :
l'altitude du mont blanc
la distance terre soleil (144 millions de km)
la circonférence de la terre à l'équateur (rayon équatorial 6 378 km)
2. Taille de la tache rouge sur Jupiter.
Déterminez la taille de la tache rouge de Jupiter à l'aide de l'animation fournie : détaillez votre calcul.
Le diamètre de Jupiter vaut 1,4 × 105 km.
3. Des unités pour mesurer les grandes distances : l'année (de) lumière et l'unité astronomique.
Année lumière
Recherchez et recopiez la définition de l'année lumière.
À l'aide de cette définition, calculez une valeur de l'année lumière avec 4 chiffres significatifs
Unité astronomique
Elle est historiquement basée sur la distance entre la Terre et le Soleil et a été créée en 1958.
Lors de la 28e Assemblée générale de l’Union astronomique internationale (2012), l’unité astronomique
est définie comme valant exactement 149 597 870 700 m (valeur fixe recommandée)
4. Distances astronomiques.
Calculez et exprimez en mètres les 11 valeurs évoquées dans le diaporama.
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5. L’atome (synthèse de documents) :
Document 1 : Une petite histoire de l’atome
Dès 420 avant JC, Démocrite (philosophe grec) a l’intuition de l’existence des atomes et invente leur
nom : "atomos" qui signifie en grec "qu’on ne peut pas couper". Il pensait que les propriétés des objets
étaient une conséquence directe de la forme des atomes ; ainsi, les atomes de citron devaient être pointus,
les atomes de sucre ronds, …
Au III ème siècle avant JC, Aristote (philosophe grec), conteste l’existence des atomes. Pour lui, la
matière est constituée de quatre "éléments" : l’eau, le feu, l’air, la terre. Son prestige est tel qu’il faut
attendre le début du XIX ème siècle pour que l’idée atomiste reprenne vie.
En 1805, l’anglais John Dalton reprend l’hypothèse atomique. Il voit les atomes comme des
sphères pleines de matière. Contrairement à Démocrite, ce savant ne différencie plus les
atomes par leur forme mais par leur masse.
En 1897, le physicien anglais Thomson découvre l’un des constituants de l’atome :
l’électron qui est une particule chargée négativement.
En 1904, Thomson propose un modèle : l’atome est constitué d’une sphère chargée
positivement parsemée d’électrons en mouvement. L’ensemble est neutre. On a appelé son
modèle de l’atome "pudding de Thomson".
En 1910, le physicien anglais Ernest Rutherford met au point une expérience
(bombardement d’une très fine feuille d’or) qui lui permet de conclure que l’atome est
constitué d’un noyau chargé positivement autour duquel les électrons sont en mouvement.
En 1922, le physicien danois Niels Bohr reprend le modèle nucléaire de l'atome de
Rutherford mais il propose que les électrons qui gravitent autour du noyau soient situés sur
des niveaux d'énergie. Bohr identifie sept niveaux d'énergie autour du noyau. De plus
chaque niveau d'énergie ne peut contenir qu'un nombre maximum d'électrons.
De nos, jours, on considère que les électrons n’ont pas d’orbite définie mais une
"probabilité de présence" autour du noyau au sein d’un "nuage électronique".
Document 2 : L’atome d’hydrogène
L’atome d’hydrogène est le plus petit des atomes. Son nuage électronique n’est constitué que d’un seul
électron.
Le rayon du noyau de l’atome d’hydrogène est rnoyau = 1,0 × 10-15 m. Son électron se trouve le plus souvent
à la distance ratome = 5,3 × 10 -11 m du noyau.
Synthèse.
Donnez la description précise de l’atome telle qu’elle peut être faite de nos jours.
L’atome étant infiniment petit, on peut "l’agrandir" à l’échelle humaine pour mieux se le représenter.
Si le noyau de l’atome d’hydrogène était représenté par une bille de 1 cm de rayon, à quelle distance de la
balle faudrait-il placer une bille représentant l’électron ?
Concluez : comment est répartie la matière dans l’atome ?
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