Révisions de Physique

Révisions de Physique-Chimie
Viel Glück im Test!
Chapitre 1- La description de l’Univers
IDe l’infiniment petit à l’infiniment grand
1.1 Des objets à classer
Les objets qui se trouvent dans l’univers sont variés et très nombreux. On peut les différencier et les classer par leur taille.
Rappel : Les puissances de 10
Puissance
Nom
symbole
10¹²
téra
T
10⁹
giga
G
10⁶
méga
M
10³
Kilo
k
10⁰=1
10⁻³
Milli
m
10⁻⁶
micro
μ
10⁻⁹
nano
n
10⁻¹²
pico
p
10⁻¹⁵
Femto
f
L’univers est donc constitué d’une infinité d’objets de dimensions très différents allant du très petit au très grand
1.2 La constitution de l’Univers
L’atome : Il est constitué d’un noyau (de rayon 10⁻¹⁵), d’un nuage électronique et de vide (structure lacunaire)
Une planète : un corps céleste qui est en orbite autour du soleil dont la masse est suffisante pour lui imposer une forme ronde
sous l’effet de sa propre gravité et qui a nettoyé le voisinage autour de son orbite
Le système solaire : constitué d’un noyau (le soleil) et d’objets célestes (planètes,…) on remarque la aussi qu’entre les
planètes et le soleil, il n’y a que du vide : on parle aussi d’une structure lacunaire.
Notre galaxie : la voie lactée
De l’atome aux galaxies, le remplissage de l’espace par la matière est essentiellement lacunaire.
II-
Mesurer les objets de l’Univers
2.1. Les unités de mesure
SI : Système international
!! Ne jamais oublier l’unité !!
USI : Unité du système international
L’unité de longueur dans le SI, c’est le mètre. On utilisa aussi les multiples et les sous-multiples. Le résultat d’une mesure
comporte toujours une valeur et une unité
2.2 La notation scientifique
En notation scientifique, tout nombre s’écrit comme le produit d’un nombre a, avec 1≤a‹10 et d’une puissance de 10
a*10ⁿ, leur entier positif ou négatif





On utilise des unités de distance spécifique en astronomie car l’univers est tellement vaste que si l’on utilisait des
longueurs usuelles, on manipulerait des nombres immenses. On utilise donc ces unités de distance spécifique pour
simplifier les choses
L’unité astronomique (ua) est la distance moyenne séparant la Terre du Soleil. Elle vaut environ 150 millions de km ou
150*10⁶km Cette unité est utilisé pour mesurer des distance a l’échelle du système solaire.
L’année lumière est la distance parcourue par la lumière dans le vide ou dans l’air en une année. Elle vaut environ 9460
milliards de km. Cette unité est très utilisé pour mesurer les dimensions d’objets célestes ou les distances qui nous en
séparent
La vitesse de la lumière : . Dans un milieu homogène et transparent elle se propage en ligne droite, elle est noté c et
s’exprime en m/s dans l’air et le vide sa vitesse de propagation vaut 299 792 458 m/s. On l’arrondit très souvent à
3,00*10⁸m/s.
La vitesse de la lumière nous permet de mesurer des distances d’après la formule suivante :
d = c*Δt
Durée du trajet
Distance
parcourue par
la lumière

Célérité de la
lumière (v.l)
Les objets qui nous entourent sont visibles car ils émettent de la lumière. La vitesse de la lumière n’étant pas infinie celle-ci
met un certain temps à nous parvenir. La lumière que nous voyons actuellement d’une galaxie par exemple a été émise il y
a longtemps, on voit donc le passé
2.3. L’ordre de grandeur
L’ordre de grandeur d’un nombre est la puissance de 10 la plus proche de ce nombre. Pour l’établir, on doit d’abord écrire ce
nombre en écriture scientifique (a*10ⁿ) puis rechercher la puissance de 10 la plus proche.
-Si 0 ≤ a < 5 : l’ordre de grandeur est la puissance de 10.
-Si 5≤a<10 : l’ordre de grandeur égal a 10 multiplié par la puissance de 10.
Chapitre 2- L’atome
1- Le modèle de l’atome
1.1. Modèle et structure de l’atome
1.2. La constitution d’un atome
Un atome est constitué d’un noyau central qui est chargé positivement
et d’électrons qui eux sont chargés négativement et qui gravitent autour
du noyau.
L’atome est électriquement neutre
Le noyau : Il est constitué de 2 types de particules élémentaires : protons
et neutrons, on les appelles les nucléons. Les protons sont porteurs de la
charge positive du noyau (-> Ils sont chargés positivement) Leur charge
électrique élémentaire est notée +e elle s’exprime en Coulomb (c.) elle a
pour valeur e=1,6*10⁻¹⁹ c
Nuage
électronique
Noyau
Les neutrons : Ils ne portent aucune charge électrique et sont donc neutres comme leur nom l’indique
Les électrons : Ce sont des particules élémentaires qui portent des charges négatives. La charge électrique élémentaire d’un
électron est l’opposé de celle du proton et est égale a -e= -1,6*10⁻¹⁹c
 Il y a autant d’électrons que de protons parce que l’atome est électriquement neutre.
1.2. La notation symbolique du noyau
On représente un noyau atomique par une notation symbolique
ªX
z
Avec x le symbole de l’atome concerné
Avec a le nombre de nucléons, on l’appelle auusi le nombre de
masse
Avec z le numéro atomique, qui correspond au nombre de
protons
1.3. Masse et dimension d’un noyau
La masse d’un proton est quasiment égale a celle d’un neutron (on la nomme masse du nucléon)
La masse d’un électron est environ 2000 fois plus faible que celle d’un proton.
La masse de l’atome est environ égale a celle du noyau
Mat = A * Mnucléon
La charge
Qatome = Qnoyau + Qélectrons
=0
Z*e
-Z*e
Le noyau est 100 000x + petit que l’atome
II- Les éléments chimiques
2.1. Qu’est-ce qu’un élément chimique ?
Déf : Des atomes ou des ions monoatomiques qui ont le même numéro atomique Z appartiennent au même élément chimique
2.2. Les Isotopes
Déf. : Des atomes ou des ions monoatomiques qui ont le même numéro atomique Z mais un nombre de nucléons différents.
Des atomes ou des ions isotopes appartiennent au même éléments chimique.
2.3. formation des ions monoatomiques
Un ion monoatomique est formé lorsqu’un atome gagne ou perd un ou plusieurs électrons

Un atome qui gagne un ou plusieurs électrons est chargé négativement et est nommé anion

Un atome qui perd un ou plusieurs électrons est chargé positivement et est nommé cation
La charge d’un ion est indiqué en exposant et s’exprime en nombre de charge élémentaire e.
2.4. La répartition électronique dans un atome
Les électrons d’un atome se répartissent en couches électroniques. Chaque couche est repérée par une lettre :
*La première couche est notée K et contient au maximum 2 électrons
*La deuxième couche est notée L et contient au maximum 8 électrons
*La troisième couche est notée M et contient au maximum 18 électrons
On commence par remplir la couche K, lorsqu’elle est pleine (a 2 électrons) on dit qu’elle est saturée. On place les électrons
restant sur la couche L et lorsqu’elle est pleine (ou saturée) a 8 électrons on place les électrons restant sur la couche m
La répartition des électrons se nomme la structure atomique de l’atome (ou de l’ion)
III- La réaction chimique
Au cour des réactions chimiques, les différents éléments sont conservés et les noyaux ne sont pas modifiés. Aucun élément ne
peut apparaître, ni disparaître lors d’une réaction chimique
Chapitre 3- La classification periodique
I>
Répartition des électrons dans un atome ou un ion
TDn°4
Les électrons d’un atome ou d’un ion de repartissent en couches électroniques, chaque couche est repérée par une lettre :
*la première couche, K, qui contient au maximum 2 électrons
*La deuxième couche, L, qui contient au maximum 8 électrons
*La troisième couche, M, qui contient au maximum 18 électrons
II-
Règle du duet et de l’octet
2.1 Stabilité des électrons
Dans la nature, les éléments chimiques les plus stables sont les gaz rares, OU, gaz nobles. À l’état naturel, ces éléments n’existe
qu’a l’état atomique et ne réagissent avec aucune autre espèce chimique. On dit qu’ils sont inertes. Cette inertie est due à leur
structure électronique externe soit en duet (2 électrons) soit en octet (8 électrons sur la couche externe)
2.2 Règle du duet et de l’octet
La stabilité des gaz nobles est recherché par les autres éléments. Au cour des transformations chimiques les éléments ont tendance
à acquérir une structure électronique identique à celle d’un gaz noble. Les atomes du numéro atomique voisin de 2 cherchent a
obtenir la structure électronique en duet de l’hélium. Les autres atomes cherchent a obtenir une structure électronique externe en
octet.
2.3 La charge des ions monoatomiques
En perdant x électrons (1,2 ou3) pour obtenir une structure électronique externe en duet ou en octet, un atome A, donne un cation
A+. En gagnant x électrons (1, 2 ou 3) pour acquérir une structure électronique externe en duet ou en octet, un atome B donne un
anion B-.
IIILa classification périodique
 Ad n°4
Dans cette classification périodique il existe actuellement 118 éléments rangés par numéro atomique croissant. Chaque ligne du
tableau est appelé « période » et chaque ligne est utilisé à chaque fois qu’une nouvelle couche est occupé. Les éléments d’une
même ligne ont les mêmes couches électroniques occupées. Les éléments d’une même famille on le même nombre d’électrons
externes et donc des propriétés chimiques voisines (gaz-rares, alcalins, alcalino-terreux).
Chapitre 4 : La lumière des étoiles
1- La lumière et ses caractéristiques
1.1 Le spectre de la lumière blanche
Lorsque l’on fait passer un faisceau de lumière blanche à travers un prisme ou réseau, on observe sur un écrans toutes les
radiations /couleurs que cette lumière blanche contient. C’est ce qu’on appelle son spectre lumineux, il est continu.
Système dispersif : objet capable de décomposer la lumière pour obtenir un spectre (ex. : prisme ou réseau)
1.2 longueur d’ondes et radiations lumineuses
EN réalisant la même expérience, avec un rayon laser les spectre obtenu ne contient qu’une seule couleur, le rouge. On peut donc
dire que la lumière blanche est polychromatique (contient plusieurs radiations de couleurs différents) et que la lumière du laser est
monochromatique.
Une radiation monochromatique est caractérisée par sa longueur dans le vide que l’on note λ, c’est une longueur, son unité est le
mètre.
2-
Les différents spectres lumineux
La lumière venant d’une étoile donne des renseignements sur la température de surface (grâce à la couleur) ainsi que sur la
composition chimique de son atmosphère.
2.1. spectre d’un corps chaud
tout objet chauffé à une certaine temperature emet de la lumière, tout corps chaud emet un spectre continu d’émission de lumière.
Le spectre de lumière emis dépend de sa temperature. La 1ère couleure a apparaître est le rouge, orange, jaune, puis violet plus la
temperature augmente
2.2. spectre d’émission
Le spectre d‘émission est caractérisé par un fond noir sur lequel se trouve des raies lumineuses. On les appelles également les raies
d’émission.
2.3 spectre d’absorbtion
Il est caractérisé par un fond continu / coloré sur lequel se trouvent quelques raies noires. Chaque raie noire correspond à une
radiation absorbée par l’entité gazeuse. Un atome ou un ion ne peuvent absorber que ce qu’ils sont capables d’emmettre.
Les raies d’emissions ou d’absorbtion permettent d’identifier une espèce chimique (c.-à-d. un atome ou un ion) présente dans un
gaz. Ces spectres sont la signature de l’espèce chimique
3-
Analyser la lumière des étoiles
On peut trouver la composition chimique de l’atmosphère dans lequel il se trouve / par lequel il passe ainsi que la température de
surface de cette étoile
Chap. 5 : La réfraction de la lumière
1. Le phénomène de réfraction
1.1 étude du phénomène
réfraction de la lumière : changement de direction que la lumière subit à la traversé de la surface de séparation entre 2 milieux
transparents
I1= angle d’incidence
1.2. l’indice de réfraction d’un milieu transparent
I2= angle de refraction
Le fait que le rayon réfracté soit + ou – dévié dépend d’une propriété des 2
milieux transparents que l’on appelle indice de réfraction des milieux = n
Surface de separation
Ni= c/vi avec c (célérité de la lumière dans la vide Ou vitesse lumière dans le
vide ou 3.oo*1o^8) et vi (célérité de la lumière dans le milieu i)
N est un nombre sans unité et toujours supérieur ou égal à 1.
1.3. lois de snell-descartes pour la réfraction
1) le rayon d’incident, le rayon réfracté et la normale font parti d’un même
plan : le plan d’incidence
2) n1 *sin (i1) = n2 *sin (i2); avec n1, l’indice de réfraction du milieu 1 et n2 l’indice de réfraction du milieu 2, i1 l’angle d’incidence et i2
l’angle réfracté.
Lorsque le rayon d’incident est perpendiculaire à la surface i1=0 de même que i2 et le rayon perpendiculaire n’est donc pas dévié.
N2= n1 * (sin i1 / sin i2)
2.
Comment exprimer la réfraction de la lumière par un prisme.
Le prisme est un milieu transparent différent de l’air il va donc y avoir réfraction entre l’air et le prisme puis le prisme et l’air.
3.
Autres phénomènes expliqués par la réfraction
3.1. les arcs en ciels
La formation des arcs-en-ciel s’explique par la dispersion de la lumière blanche qui provient du soleil, dans les gouttes de pluie (qui
joue le rôle de prisme / de système dispersif)
3.3. les mirages
L’indice de réfraction dépend de la température donc dans l’atmosphère (dans l’air) on a plusieurs milieux transparents avec des
indices de réfraction différents c.-à-d. que lorsque la lumière traverse ces milieux elle subit le phénomène de réfraction plusieurs
fois et son trajet n’est plus rectiligne mais courbé
Chap. 6 : La elativité du mouvement
1. Comment décrire un mouvement
1.1. Le système
L’objet dont on étudie le mouvement est appelée le système, il doit être défini en premier. Lorsque le système ou le mouvement du
système est trop complexe, on peut se limiter à l’étude d’un seul de ses points.
1.2. Notion de referentiel
Pour étudier l’objet dont on étudie le mouvement, il faut definir un objet de reference par rapport auquel on étudie le mouvement
de cet objet. Cet objet est appelé referentiel.
>référentiel terrestre : constitué par la Terre ou tout objet fixe par rapport à la Terre. On lui associe 3 axes de repères.
>référentiel géocentrique : constitué par le centre de la Terre et de 3 étoiles lointaines considérées comme fixes.
>référentiel héliocentrique : constitué par le centre du Soleil et de 3 étoiles lointaines considérées comme fixes.
1.3. Se repérer dans le temps
Pour repérer un évènement dans le temps, il faut choisir une horloge et une origine des dates (t=0). L’unité du temps est la
seconde.
1.4.Mouvement
1.4.1 La trajectoire
Dans un référentiel donné, on appelle trajectoire d’un point, la ligne formée par l’ensemble des positions successives occupées par
ce point au cour du mouvement.
>trajectoire rectiligne d’un point : lorsque l’ensemble des positions forme une droite
>trajectoire circulaire d’un point : lorsque l’ensemble des positions forme un cercle
>trajectoire curviligne d’un point : lorsque l’ensemble des positions forment une portion de courbe
La forme du trajectoire dépend du référentiel
1.4.2 La vitesse
Dans un réferentiel donné, Vm = d / ∆t avec d : la distance parcourue de l’objet en m; V m La vitesse moyenne de l’objet en m.s-1 ; et ∆t
en secondes.
Dns un référentiel, le mouvement d’un objet est :
>décéléré ou ralentit : lorsque la valeur de la vitesse diminue
>accéléré : lorsque la valeur de la vitesse augmente
>uniforme : lorsque la valeur de la vitesseest constante
La vitesse dépend du référentiel
2.3. La relativité du mouvement
Le mouvement d’un objet (vitesse & trajectoire) dépend du réferentiel pour décrire le mouvement. On dit qu’il est relatif.