UNE SITUATION UN PROBLEME 1èreS. Chap7. Le concept de champ en physique. Champ lexical, champ-agne, champ de gravité, chant choral, champ opératoire, champêtre, champ de bataille, champ de course, champ de vitesse, champ d’action, champignon, champ magnétique, etc. les champs sont partout autour de nous ! Tout ceux-là ne sont assurément pas des champs physique. Mais au fond, Qu’est-ce qu’un champ, en physique ? I Conceptualiser A partir de vos connaissances, des documents fournis en annexe et de votre réflexion, argumenter les réponses que vous apporterez aux questions suivantes : 1. Vrai ou faux ? - un champ physique est un corps matériel. un champ en physique n’est pas forcément associé à une grandeur physique. un champ en physique peut être associé à deux grandeurs physiques à la fois. un champ en physique n’est rien d’autre qu’un bout d’espace. un champ physique ne peut pas être visualisé, mais seulement mathématisé. un champ physique peut uniquement exister en deux dimensions dans l’espace. mathématiquement, un champ en physique peut être décrit par une fonction. un champ physique peut être coupé en deux. 2. Que faut-il pour faire un champ (physique) ? ! Donne les «ingrédients» et la «recette» pour fabriquer (construire, définir) un champ physique : «Pour définir un champ, il faut.................» 3. Proposez alors une définition de ce qu’est un champ en physique. II Imaginer Imaginer un champ original (qui ne soit pas un champ emprunté dans la liste ci-dessus ni dans les exemples) qui réponde à la définition que vous avez donné d’un champ physique. - décrire votre champ (son mode de construction) - quelles en sont les caractéristiques physiques ? III Créer ma Mon champ à moi ? Créez un poster A4. pour définir et illustrer votre champ. Vous n’oublierez pas de le caractériser physiquement... P. Bellanca-Penel ! 1èreS-Lycée Ampère, Lyon Documents-champs physiques . Doc.1 . Doc.2 ! ! Champ de températures sur la France Maxwell et la notion de champ. « … En 1861, MAXWELL créa le concept fondamental du "champ". Par champ, il désignait une perturbation de l’espace qui, en chaque point, est un potentiel de force indépendant des corps qui pouvaient s’y trouver. "Le champ disait-il crée une toile à travers tout le ciel". Son effet peut être gravitationnel lorsque cette force est liée à la Terre, électrique autour d’une charge ou magnétique autour d’un courant électrique. Ces champs évoluent dans le temps et sont à l’origine de l’existence des ondes. En dehors des champs, il n’y a pas de force. C’est la raison pour laquelle en dehors du champ électromagnétique d’une station de radiodiffusion, on ne capte plus du tout ses émissions … ». "UN SIÈCLE DE PHYSIQUE" de THIERRY LOMBRY, journaliste scientifique. !Doc.3 !. Champ de pression et représentation. ! Sur le site de Météo France, on peut obtenir chaque jour la carte de l’Europe avec des pressions en différents lieux. Cette carte nous donne un aperçu du champ de pression en Europe. Ce champ est figuré par des courbes de niveau, ici, de pression. P. Bellanca-Penel ! 1èreS-Lycée Ampère, Lyon . Doc.4 Déplacement dans le sable En faisant ! pénétrer ! ! dans du sable modèle constitué de fines billes de verre un cylindre tournant à une vitesse imposée, les chercheurs ont ! visualisé l'écoulement ainsi que l'agitation locale du matériau source : http://www.cnrs.fr/insis/recherche/ actualites/deplacement-sable.htm ! . Doc.5 ! Champ de vitesse des grains autour d'un cylindre, dans le cas d'un mouvement à vitesse constante. ! ! ! C'est Michael Faraday qui réalise l'importance du concept de ! ! champ, forme d'existence de la matière, capable d'emmagasiner de ! ! l'énergie ou de l'impulsion. ! Le concept de champ paraît abstrait au premier abord, mais il est bien plus simple qu'on ne le pense. Imaginons que pour connaître la température de chaque point d'une pièce nous utilisions une fonction mathématique qui nous donne la température pour chaque point de la pièce (identifié par trois coordonnées : longueur, largeur et hauteur) : c'est le champ des températures de la pièce. De même, la fonction mathématique de la vitesse d'écoulement de l'eau dans une rivière à chacun de ses points Première illustration des lignes de champ magnétique autour d’un aimant permanent, matérialisées par de la limaille de fer représente le champ des vitesses (1832) ; Michael Faraday tenant un aimant. de la rivière. h t t p : / / w w w. d i ff u s i o n . e n s . f r / v i p / pageC00.html ! ! de ! ! . ! Doc!.6 ! Cartographie du champ vitesse des vents. ! ! ! ! Carte des vents. La direction du vent est indiquée par la direction du vecteur, tandis que sa longueur est proportionnelle à la valeur de la vitesse du vent. P. Bellanca-Penel ! 1èreS-Lycée Ampère, Lyon