Table des matières - Sainte

Classe : 4ème
Table des matières
L’air qui nous entoure .................................................................................................................. 2
Les molécules pour expliquer la matière..................................................................................... 3
La combustion du carbone ........................................................................................................... 4
La combustion du méthane et ses dangers .................................................................................. 5
Des molécules aux atomes ............................................................................................................. 6
L’intensité du courant ................................................................................................................... 7
Tension électrique ......................................................................................................................... 8
Tensions et intensités dans les circuits......................................................................................... 9
La résistance électrique .............................................................................................................. 10
La loi d’Ohm ................................................................................................................................ 11
Lumière et couleurs ..................................................................................................................... 12
Les lentilles convergentes............................................................................................................ 13
L'œil et la vision ........................................................................................................................... 14
La vitesse de la lumière ............................................................................................................... 15
Chapitree C1
L’air qui nous entoure
Écris tonn nom en hauut, recopie le texte
t
ci-dessouus puis me renndre cette feuuille Écrire enn rouge les exppressions
soulignéees. Ne pas reccopier le textee en script.
1/
P
Pression ett volume.
S
Sur terre, un
u verre vide contient ttoujours de l’air : retou
urné dans l’’eau, le verrre n’est pass
entièrem
ment remplii par le liquiide.
O
On peut trannsvaser l’aiir d’un balloon dans un bécher en utilisant
u
unee cuve à eau
u. La formee
du voluume occupé par l’air ch
hange selon le récipien
nt utilisé (Fig. 1. Représsente la figurre ci-dessous)..
L’air n’a pas de forrme propre, il prend la forme du réécipient dan
ns lequel il sse trouve.
L
Le volume occupé par l’air dépeend de sa pression
p
: sii la pressioon diminue, le volumee
augmennte. On dit que
q l’air est compressibble (expérien
nce avec un
ne seringue)).
2/
L
L’air est peesant.
E
Expérience : plaçons sur
s une balaance un balllon gonflé et
e notons saa masse : so
oit m1 cettee
masse. L
Laissons soortir une quaantité connuue d’air en utilisant
u
unee bouteille rretournée su
ur une cuvee
à eau. P
Pesons de nouveau lee ballon : sooit m2 le résultat. La masse de l’air récupééré dans laa
bouteille est m1 − m2. La massse d’un litree d’air est dee l’ordre de 1,29 g.
3/
C
Compositioon de l’air.
E
En 1774 LAVOISIER
L
R montre qque l’air est
e constitu
ué essentielllement de 2 gaz : lee
dioxygèène (20 %) qui permett de respireer et le diazzote (80 %). On sait auujourd’hui qu’il existee
aussi d’autres gaz (vapeur
(
d’eaau, dioxydee de carbonee, …) en faiible quantitéé.
___________
____
Fig. 1 : L’aair n’a pas de
d forme pro
opre
Veille à traacer tous les nniveaux des liiquides bien horizontaleme
h
ent
4_cours077 Ch C1 V1
Chapitre C2
Les molécules pour expliquer la matière
Écris ton nom en haut, recopie le texte ci-dessous puis me rendre cette feuille Écrire en rouge les expressions
soulignées. Ne pas recopier le texte en script.
1/
Les molécules et les gaz.
Les gaz sont constitués de particules ultra microscopiques : les molécules. Elles sont si
petites qu’il n’est pas possible de les voir, même avec un très bon microscope. Ce modèle permet
d’expliquer quelques-unes des propriétés des gaz.
1. Un gaz est compressible : les molécules sont éloignées les unes des autres.
2. Un gaz est léger : il existe du vide entre les molécules.
3. Un gaz prend la forme du récipient qui le contient : les molécules se déplacent rapidement.
4. La masse d’un gaz est constante : les molécules gardent la même masse.
2/
Les molécules et les solides.
Les solides sont aussi constitués de molécules. Cependant, le modèle adopté pour décrire
un gaz doit être modifié pour un solide.
1. Un solide est incompressible : les molécules se touchent et sont immobiles.
2. Un solide pèse plus lourd qu’un gaz : il n’y a pas d’espace libre entre les molécules.
3. Un solide ne prend pas la forme du récipient : les molécules sont liées entre elles.
3/
Les molécules et les liquides.
À l’état liquide, les molécules se touchent les unes les autres mais peuvent rouler, comme
les billes dans un sac.
1. Un liquide est incompressible : les molécules se touchent.
2. Un liquide pèse plus lourd qu’un gaz : il n’y a pas d’espace libre entre les molécules.
3. Un liquide n’a pas de forme propre : les molécules peuvent bouger.
4/
Les molécules et les changements d’état.
1. Au cours d’un changement d’état, le nombre, la taille et la forme des molécules ne changent
pas.
2. Lors de la fusion, les molécules cessent d’être attachées les unes aux autres, mais elles
roulent les unes sur les autres, comme des billes dans un sac.
3. Lors de l’ébullition, les molécules se séparent les unes des autres et se déplacent à grande
vitesse dans toutes les directions.
4. Puisque le nombre de molécules ne change pas lors du changement d’état, la masse reste
constante.
5. Si les molécules se réarrangent pendant le changement d’état, le volume peut varier.
____________
4_cours07 Ch C2 V1
Chapitre C3
La combustion du carbone
Écris ton nom en haut, recopie le texte ci-dessous puis me rendre cette feuille Écrire en rouge les expressions
soulignées. Ne pas recopier le texte en script.
1/
La combustion du carbone dans l’air et dans le dioxygène.
Le fusain, comme la mine de crayon contiennent une grande quantité de carbone.
Expérience 1 : chauffons au rouge un bâton de fusain (Fig. 1 : combustion du fusain dans l’air.
Représente par un dessin le document 1 page 36 du livre), et plaçons-le dans un flacon contenant du
dioxygène pur (Fig. 2 : La combustion du fusain dans le dioxygène pur. Représente par un dessin le
document 2 page 36 du livre).
Observation 1 : l’incandescence du fusain devient beaucoup plus vive que dans l’air, et un
important dégagement de chaleur a lieu.
Conclusion 1 : le carbone (combustible) brûle vivement dans le dioxygène (comburant).
2/
La combustion dans le diazote pur est impossible.
Expérience 2 : Prenons un morceau de fusain incandescent identique au précédent et plaçons-le
dans un récipient contenant du diazote pur.
Observation 2 : la combustion s’arrête immédiatement.
Conclusion 2 : le diazote n’entretient pas la combustion du carbone.
3/
Le bilan de la combustion du carbone.
Les expériences décrites à la page 37 du livre (il peut être demandé en interrogation de décrire les
expériences présentées dans cette page) montrent que :
1. La masse du carbone diminue au cours de la combustion. (Fig. 3 : La masse diminue au cours
de la combustion. Représente par un dessin le document 6 page 37 du livre)
2. Le gaz qui reste dans le récipient après la combustion n’entretient pas les combustions : le
dioxygène a disparu. (Fig. 4 : Au cours de la combustion, le dioxygène disparaît. Représente par
un dessin le document 7 page 37 du livre)
3. Ce gaz trouble l’eau de chaux : il s’agit du dioxyde de carbone.
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4_cours07 Ch C3 V1
Chapitre C4
La combustion du méthane et ses dangers
Écris ton nom en haut, recopie le texte ci-dessous puis me rendre cette feuille Écrire en rouge les expressions
soulignées. Ne pas recopier le texte en script.
1/
La combustion du méthane.
Le méthane brûle dans l’air avec une flamme bleue peu visible et un dégagement de
chaleur. Il se forme de la vapeur d’eau (buée sur les parois du récipient) et du dioxyde de
carbone (test à l’eau de chaux).
Le bec BUNSEN (Fig. 1 : Schéma d’un bec BUNSEN. Représente la photo du cadre
« Vocabulaire » à la page 48 du livre) ou la cuisinière fonctionne avec du gaz naturel qui est
essentiellement composé de méthane.
2/
Combustion incomplète du méthane.
Lorsque la quantité de dioxygène est insuffisante, la flamme du bec Bunsen est modifiée :
elle devient plus lumineuse, et instable. La température de la flamme baisse et elle produit des
fumées noires de carbone qui noircissent une coupelle placée au-dessus d’elle.
À la place du dioxyde de carbone, il se forme un gaz incolore et inodore mais qui peut
être mortel : le monoxyde de carbone.
3/
Les dangers du monoxyde de carbone.
Le monoxyde carbone se fixe sur l’hémoglobine du sang à la place du dioxygène : à
partir de 0,2% de cette substance la mort survient en quelques heures.
Une combustion consomme une grande quantité de dioxygène. Dans une pièce, le
fonctionnement d’une gazinière demande une aération efficace pour évacuer les gaz brûlés et
amener de l’air frais pour remplacer le dioxygène consommé.
_________________
4_cours07 ch. C4 V1
Chapitree C5
Des moolécules au
ux atomes
Écris tonn nom en hauut, recopie lee texte ci-desssous puis me rendre cette feuille Écrirre en rouge lees expressionss
soulignéees. Ne pas reccopier le textee en script.
1/
N
Nouvelle dééfinition dee la molécu
ule.
Une
U
molécuule est un
n assemblag
ge d'atomees : les attomes sontt
solidemeent liés less uns aux autres. Dan
ns certains cas, la molécule
m
estt
constituuée d'atomess identiquess : ce sont lles corps pu
urs simples. Exemples : le dioxygèène (O2) ouu
le dihyddrogène (H
H2). Si la molécule est constituée d'atomes différents,
d
oon parle de corps purss
compossés. Exemplles : le dioxy
yde de carbbone (CO2) ou
o l'eau (H2O).
4_cours07 / cch C4 TP4 V3
2/
IIl existe des atomes diifférents.
IIl existe unee centaine d'atomes
d
diffférents. Deeux atomes d'hydrogènne sont identtiques entree
eux, maais ils sontt différents d'un atom
me d’oxygèn
ne par leur taille et leeur masse : un atomee
d’oxygèène est 2,3 fois plus gros
g
et 16 fois plus lourd
l
qu'un atome d'hhydrogène. On écrit lee
symbolee d'un atom
me par une leettre majusccule, suivi, si
s nécessairre, d'une secconde lettre minuscule..
4_cours07
4
Ch C4le
TP4
V1
Exempl
: hydrogè
ène : H, carb
bone : C, azzote : N, oxy
ygène : O.
3/
L
La masse se
s conserve au cours d
d’une réacttion chimiq
que.
Expérieence : plaçons dans un flacon étannche du vin
naigre et un
n morceau dde craie (caarbonate dee
calcium
m), suspenduu au-dessuss du vinaigrre (Fig. 1 : attaque de la craie paar le vinaig
gre dans unn
flacon ffermé. Repréésente les doccuments 2 et 3 p. 72 du liivre). Le flaccon, fermé, est pesé. Basculons
B
lee
flacon aafin que la craie
c
rentre en contact avec le vin
naigre : il se forme une effervescen
nce (un gazz
apparaîtt), tandis quue la craie disparaît.
d
Observaation : à la fin de la rééaction, la ccraie a disp
paru, mais la masse duu flacon est toujours laa
même.
mique, la maasse totale se
s conservee.
Conclussion : au couurs d’une rééaction chim
3/
L
La réaction
n chimiquee.
U
Une réactioon chimiquee est une trransformatio
on au courss de laquellle certainess moléculess
disparaiissent, tanddis que d'aautres appaaraissent : les atomees se réarrrangent en moléculess
différenntes mais lee nombre et
e la nature des atomees ne chang
gent pas. On traduit une réactionn
chimiquue par une équation
é
bilaan en écrivaant les réacttifs dans la partie
p
gauchhe, les prod
duits dans laa
partie drroite et au milieu
m
une flèche.
f
E
Exemples :
C
+
O2
→
CO2
Réaactifs
CH4
+
Réaactifs
Produit
2 O2
→
CO
C 2
+
Produiits
___________
____
4_cours07 Ch C
C5 V2
2 H2O
Chapitre E1
L’intensité du courant
Écris ton nom en haut, recopie le texte ci-dessous puis me rendre cette feuille Écrire en rouge les expressions
soulignées. Ne pas recopier le texte en script.
1/
Montage d’un ampèremètre.
Pour mesurer l’intensité traversant un dipôle, on utilise un ampèremètre. L'ampèremètre
se branche toujours en série dans le circuit comprenant au moins un récepteur (Fig. 1 : montage
d'un ampèremètre. Représente le schéma du bilan de l’activité 1 page 90 du livre). L'ampèremètre se
comporte comme un interrupteur fermé : il ne doit jamais être relié directement aux deux bornes
d'un générateur (court-circuit).
2/
Intensité et éclat de la lampe.
Expérience : un circuit comporte une pile, un interrupteur, un ampèremètre et une lampe L1.
Ajoutons à ce circuit une seconde, puis une troisième lampe, montée en série : on constate que L1
brille de moins en moins, tandis que l’ampèremètre indique une valeur de plus en plus faible.
Interprétation : Le courant électrique traversant la lampe chauffe son filament à haute
température : il émet de la lumière. Si la température du filament est moins haute, c'est que le
courant est moins intense : le courant électrique est caractérisé par son intensité.
Si on change de pile (pile plate à la place d’une pile ronde), l’éclat de la lampe change,
donc l’intensité du courant traversant le filament, change aussi.
3/
Unités d’intensité.
Dans les calculs, l'intensité électrique est notée I et se mesure en Ampère (A). On utilise
aussi des sous-multiples de l'ampère : le milliampère (1 mA) et le microampère (l µA). Il existe
enfin un multiple : le kiloampère (1 kA). Trace sur la page à carreaux un tableau de conversion des
unités d’intensité.
1 000 000 µA = 1 000 mA = l A
et
1 000 A = 1 kA.
4/
Utilisation d'un ampèremètre.
Le même boîtier (multimètre) possède souvent plusieurs fonctions. Pour mesurer
l’intensité avec un tel appareil, il faut (dans l'ordre) :
1. Sélectionner la fonction ampèremètre.
2. Allumer l'appareil.
3. Choisir le type de courant : continu (DC) ou alternatif (AC).
4. Choisir le calibre le plus élevé.
5. Brancher l’ampèremètre de telle façon que le courant en sorte par la borne « COM ».
6. Lire l’intensité, en tenant compte de l’unité et éventuellement changer de calibre.
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4_cours07 Ch E1 V1
Chapitre E2
Tension électrique
Écris ton nom en haut, recopie le texte ci-dessous puis me rendre cette feuille Écrire en rouge les expressions
soulignées. Ne pas recopier le texte en script.
1/
Mesure de tension électrique.
La tension électrique se mesure avec un voltmètre. Le voltmètre ressemble à
l’ampèremètre, mais il ne se branche pas de la même façon : l’ampèremètre se branche en série
et le voltmètre se branche en parallèle (Fig. 1 : mesure de la tension aux bornes d'une lampe.
Représente le schéma du bilan des activités 2 à la page 90 du livre).
On dit que l'on mesure l’intensité en un point, mais on mesure la tension entre 2 points
(entre les 2 lames d'une pile plate, par exemple). L'utilisation d'un voltmètre nécessite les mêmes
types de réglages que l’ampèremètre (allumer l'appareil, choisir le type de courant, sélectionner
la fonction, choisir le calibre, brancher les fils).
2/
Unité de tension électrique.
Un générateur électrique possède la propriété de créer une tension électrique entre ses
bornes, qu’il soit ou non traversé par un courant.
L’unité de tension électrique est le volt (V). On retrouve les multiples et les sousmultiples habituels (kV, mV). l V = 1 000 mV (représente, comme pour l’intensité, un tableau de
conversion des unités de tension électrique sur ta page à carreaux).
3/
Tension aux bornes d'un générateur.
La tension aux bornes d’une pile est plus grande lorsque le circuit est ouvert que
lorsqu’elle débite une intensité dans une lampe. Pour d’autres générateurs, la tension est
constante quel que soit le circuit qu’il alimente.
La tension électrique est une caractéristique du générateur : une pile plate a une tension
de 4,5 V, une pile ronde de 1,5 V, etc... La tension aux bornes d’une pile usée n'est pas
importante.
Un récepteur fonctionne correctement si sa tension d'usage est adaptée à celle du
générateur : j’achète une lampe de « 220 V » pour éclairer ma chambre.
4/
Tension aux bornes d’un fil conducteur ou d’une lampe.
La tension aux bornes d’un fil conducteur est nulle car un fil conducteur ne consomme
pas d’énergie.
La tension aux bornes d’une lampe placée dans un circuit ouvert est nulle pour la même
raison.
Si la lampe est traversée par un courant (circuit fermé) la tension est différente de zéro.
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4_cours07 Ch E2 V1
Chapitre E3
Tensions et intensités dans les circuits
Écris ton nom en haut, recopie le texte ci-dessous puis me rendre cette feuille Écrire en rouge les expressions
soulignées. Ne pas recopier le texte en script.
1/
Intensité et tensions dans un circuit série.
Dans un circuit en série, l’intensité du courant est la même dans tout le circuit : quelque
soit la place de l’ampèremètre (avant ou après le récepteur), l'appareil donne la même valeur
(Fig. 1 : dans un circuit en série, l'intensité est unique. Représente le schéma et le tableau du bilan de
l’activité 1 page 102). Si je modifie l'ordre des récepteurs, l’intensité ne change pas.
Dans un circuit constitué d'une pile et de 2 lampes en série, on peut écrire :
UPN = UL1 + UL2
Dans un circuit en série, la tension aux bornes du générateur (UPN) est égale à la somme
des tensions aux bornes de chacun des récepteurs (U1 + U2).
2/
Intensités et tensions dans un circuit en dérivation.
Dans un circuit en parallèle, l’intensité fournie par la pile (circuit principal) est égale à la
somme des intensités des courants dérivés (Fig. 2 : dans un circuit en parallèle, les intensités
s’ajoutent. Représente le schéma et le tableau du bilan de l’activité 2 page 102).
La tension est la même aux bornes de deux dipôles branchés en dérivation.
3/
Intensités et tensions dans un circuit mixte.
Lorsqu’un circuit comporte à la fois des portions en série et des portions en dérivation, il
faut décomposer le circuit en plusieurs tronçons ne comportant qu’un seul type de liaison entre
les dipôles, puis appliquer les lois ci-dessus.
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4_cours07 Ch E3 V1
Chapitre E4
La résistance électrique
Écris ton nom en haut, recopie le texte ci-dessous puis me rendre cette feuille Écrire en rouge les expressions
soulignées. Ne pas recopier le texte en script.
1/
Unité de résistance.
On désigne par le même mot le dipôle et la grandeur électrique qui le caractérise. L’unité
de résistance électrique est l’ohm de symbole : Ω. On utilise aussi des multiples, comme le
kilohm (1 kΩ = 103 Ω) ou le mégohm (1 MΩ = 106 Ω ).
2/
Résistance et intensité électrique.
Plaçons dans un circuit, une résistance en série avec une lampe. L’expérience montre que
l’intensité ne change pas quelle que soit la place de la résistance (ce mot désigne ici le dipôle) et
quel que soit le sens de branchement du dipôle étudié.
L’expérience montre également que l’intensité décroît lorsque la valeur de la résistance
(il s’agit cette fois de la grandeur physique) augmente : la résistance permet de contrôler la
valeur de l’intensité dans un circuit.
3/
Résistance et tension électrique.
Un générateur est branché avec une résistance R1, en série avec une résistance variable
R2. Un ampèremètre mesure l’intensité dans le circuit et un voltmètre, branché aux bornes de R1,
mesure la tension UAB à ses bornes. On constate que la tension UAB diminue lorsque la valeur de
la résistance R2 augmente.
Lorsqu’une résistance est branchée en série avec un dipôle dans un circuit électrique,
l’intensité dans le circuit diminue lorsque la résistance augmente. De même, la tension aux
bornes du dipôle voisin diminue lorsque la résistance s’élève.
______________
4_cours07 Ch E4 V1
Chapitre E5
La loi d’Ohm
Écris ton nom en haut, recopie le texte ci-dessous puis me rendre cette feuille Écrire en rouge les expressions
soulignées. Ne pas recopier le texte en script.
1/
Résistance, intensité et tension.
Un circuit est constitué d’un générateur de tension variable, d’une résistance et
d’un ampèremètre. Un voltmètre mesure la tension aux bornes de la résistance. En relevant les
valeurs de l’intensité pour différentes tensions délivrées par le générateur, on constate que le
rapport U/I est sensiblement constant (aux erreurs expérimentales prêt).
2/
Définition.
Une “ résistance ” est appelée conducteur ohmique lorsque le quotient UAB/I de la tension
UAB aux bornes de la résistance et de l’intensité du courant qui la traverse est le même quel que
soit le couple (I ; UAB). On peut écrire, en appelant R la résistance du conducteur ohmique : R =
UAB/I ou
UAB (V) = R (Ω) × I (A).
3/
La caractéristique d’une «résistance. »
On appelle caractéristique la représentation graphique (I, UAB) de la tension aux bornes
de la résistance (en ordonnée) en fonction de l’intensité qui traverse le dipôle (en abscisse). La
caractéristique de la résistance étudiée est une droite passant par l'origine.
4/
La caractéristique d’une DEL.
En remplaçant le conducteur ohmique par une DEL, on peut tracer sa caractéristique. On
constate que les points expérimentaux ne sont pas alignés : une DEL (ou une lampe) n’est pas un
conducteur ohmique.
5/
Influence de la température sur la résistance.
On constate que la valeur de la résistance évolue lorsque la température change.
Habituellement, la valeur de la résistance augmente lorsque la température augmente. Certains
dipôles, en revanche, voient leur résistance diminuer lorsque la température s’élève.
______________
4_cours07 Ch E5 V1
Chapitre Op1
Lumière et couleurs
Écris ton nom en haut, recopie le texte ci-dessous puis me rendre cette feuille Écrire en rouge les expressions
soulignées. Ne pas recopier le texte en script.
1/
La lumière blanche.
Expérience 1 : une source de lumière blanche (source primaire) éclaire un écran rouge (source
secondaire). Une feuille de papier blanc est placée près de cet écran.
Observation : la feuille de papier nous apparaît blanche sans l'écran, et rouge en sa présence. Des
écrans de différentes couleurs amènent à des observations semblables.
Interprétation 1 : un objet opaque n'émet pas de lumière; l'écran diffuse la lumière blanche qu'il
reçoit de la source primaire. Il faut donc que la lumière rouge soit contenue dans la lumière
blanche.
2/
La couleur des objets.
Les documents 1 à 3, page 164 du livre montrent que :
1. un objet blanc a toujours la couleur de la lumière qui l'éclaire.
2. Un objet noir reste noir, quelque soit la lumière qu'il reçoit
3. Les autres couleurs nous apparaissent noires ou colorées selon la lumière reçue.
Conclusion : la couleur d'un objet est la couleur de la lumière qu'il envoie vers notre œil. Elle
dépend de la lumière que l'objet reçoit.
Un objet transparent mais coloré ne laisse passer que certaines lumières : un tel objet est
transparent pour certaines lumières colorées et opaque pour d'autres. Cet objet prend la couleur
de la lumière qui le traverse.
3/
Analyse de la lumière par un réseau.
Expérience 2 : La lumière d'une lampe incandescente, passant à travers une fente, est observée
grâce à un réseau (plaque transparente gravée d'un très grand nombre de traits fins et parallèles).
On observe une succession de bandes colorées, semblables aux couleurs de l'arc-en-ciel.
Interprétation 2 : la lumière blanche est constituée de nombreuses lumières colorées. L'ensemble
des bandes colorées forme un spectre continu. Le réseau permet l'analyse de la lumière blanche.
4/
La synthèse des couleurs.
En mélangeant certaines couleurs, on peut en obtenir d'autres. Exemple : (trouve toi-même
un exemple). Les artistes ont depuis longtemps utilisé la synthèse soustractive pour obtenir des
nuances particulières dans leurs œuvres.
En projetant sur un écran trois lumières (bleu + vert + rouge), on obtient de la lumière
blanche. La télévision couleur fonctionne sur le principe de la synthèse additive.
____________
4_cours07 Ch Op1 V1
Chapitree Op2
Les len
ntilles con
nvergentess
Écris tonn nom en hauut, recopie lee texte ci-desssous puis me rendre cette feuille Écrirre en rouge lees expressionss
soulignéees. Ne pas reccopier le textee en script.
1/
L
Les lentillees.
U
Une lentillee est un blocc de matièree transparen
nte. Elle posssède un axxe de symétrrie, appeléee
axe optiique. Il exisste deux sorttes de lentillles :
a) les leentilles à boord mince, appelées
a
lenntilles conv
vergentes qu
ui rendent cconvergent un faisceauu
de raayons paralllèles (Fig.1.. Lentille coonvergente. Représente sur la pagee à dessins, en
e face de cee
paraggraphe, la fig
igure 1 ci-desssous);
b) les leentilles à boord épais ou
u lentilles ddivergentes qui rendent divergent un faisceau
u de rayonss
paralllèles (Fig.22. Lentille divergente.
d
Représente sur la page à dessins, enn face de ce paragraphe,,
la figgure 2 ci-desssous).
2/
L
Le foyer d’’une lentillee convergen
nte.
L
Les rayons qui arriventt parallèlem
ment à l’axe optique d’u
une lentille convergente ressortentt
en convvergeant en son foyer : la lentille convergentte concentree en ce poinnt l’énergiee lumineusee
qu’elle reçoit (Figg. 3. Représente sur la page à desssins, en facee de ce para
ragraphe, la figure
f
3 ci-dessous)). La distancce de ce poiint au centree de la lentille est appelée la distannce focale.
3/
IImage donn
née par une lentille coonvergentee.
E
Expérience : une sourcce ponctuellle située à une distancce supérieur
ure à la distance focalee
est placcée sur l’axxe de syméttrie d’une l entille conv
vergente ; un écran trranslucide complète
c
lee
montagee.
O
Observationn : en déplaaçant l’écran
an, on peut observer un
ne image ne
nette et renv
versée de laa
source pponctuelle pour
p
une seeule positionn de l’écran
n. Si j’éloig
gne la sourcce de la len
ntille, il fautt
diminueer la distancce lentille - écran (regarrde les docum
ments 5, 6, 7 page 177 ddu livre).
C
Conclusion : la positio
on de l’écrran dépend de la position de l’oobjet par raapport à laa
lentille.
__________
____
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3 : La lentille convergente
c
e dévie les rrayons lumiineux. Reprrésente ce schhéma sur la page
p à
dessins, en face de paragraphe
p
2.
F
A
Axe optique
4_cours07 C
Ch Op2 V1
Chapitre Op3
L'œil et la vision
Écris ton nom en haut, recopie le texte ci-dessous puis me rendre cette feuille Écrire en rouge les expressions
soulignées. Ne pas recopier le texte en script.
4_cours07 Ch Op2 TP12 V1
1/
Rappels.
Nous avons appris dans les chapitres précédents, qu'un faisceau lumineux n'est pas
visible : seules les particules de poussières, en diffusant la lumière, rendent les rayons visibles.
Les observations précédentes montrent que la lumière se déplace en ligne droite dans les milieux
transparents homogènes. Cette propriété est utilisée pour viser ou pour vérifier qu'une planche
est bien droite.
2/
Les différentes parties de l’œil.
L’œil est composé de plusieurs milieux transparents (Fig. 1 : schéma de l’œil. Représente
la figure du document 1 page 188 du livre). La cornée le sépare de l’extérieur. Le cristallin est
comparable à une lentille convergente déformable : il se bombe plus ou moins pour voir les
objets proches ou lointains. L'iris, de diamètre variable, limite la quantité de lumière qui arrive à
la rétine par l’intermédiaire de la pupille. Une membrane mince, la rétine, tapisse le fond de l’œil
et se prolonge par le nerf optique qui transmet les informations au cerveau.
3/
Les défauts de l'œil.
Pour comprendre le fonctionnement de l’œil, on peut le modéliser par une lentille
convergente représentant le cristallin et par un écran représentant la rétine. Ce dispositif est
appelé « œil réduit ».
Généralement, le cristallin se déforme afin d'obtenir une image nette sur la rétine (Fig. 2 :
vision éloignée de l'œil normal). L’œil myope possède un globe oculaire trop grand : l'image se
forme en avant de la rétine (Fig. 3 : vision éloignée de l'œil myope). La myopie se corrige en
diminuant la convergence des rayons lumineux : il faut placer une lentille divergente devant la
cornée.
L’œil hypermétrope a un globe oculaire trop petit : l'image se forme en arrière de la rétine
(Fig. 4 : vision éloignée de l'œil hypermétrope.). L’hypermétropie se corrige en augmentant la
convergence des rayons lumineux en plaçant devant la cornée une lentille convergente.
4/
Le rôle du cerveau dans la vision.
Le cerveau interprète les signaux reçus de la rétine : l'image formée à l'envers est
redressée. Une image formée sur la rétine ne s'efface pas instantanément du cerveau : ce défaut,
appelé la persistance rétinienne, permet de voir des images en continue au cinéma, alors qu'il
s'agit en fait d'une succession d'images fixes. Une mauvaise interprétation des images conduit
parfois à des illusions d'optique (regarde les activités page 197).
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4_cours07 Ch Op3 V2
Chapitre Op4
La vitesse de la lumière
Écris ton nom en haut, recopie le texte ci-dessous puis me rendre cette feuille Écrire en rouge les expressions
soulignées. Ne pas recopier le texte en script.
1/
La lumière se propage dans le vide et dans certains matériaux.
La lumière se propage dans le vide et dans certains milieux dits « transparents » comme l’air, le
verre, les matières plastiques ou l’eau. Toutefois, la lumière se déplace légèrement moins vite
dans ces milieux que dans le vide.
2/
La vitesse de la lumière.
Dans l’antiquité, les savants pensaient que la lumière se propageait instantanément.
Au 17° siècle un certain nombre de savants (Galilée, Huygens) ont eu l’intuition que la lumière
est animée d’une vitesse, sans pouvoir le démontrer.
Il a fallu attendre les travaux de Foucault et de Fizeau (vers 1850) pour obtenir les premières
valeurs.
Aujourd’hui, la vitesse de la lumière est bien connue. On arrondit habituellement sa valeur dans
le vide à 300 000 km/s.
3/
La vitesse de la lumière pour mesurer les distances.
La vitesse de la lumière est utilisée pour mesurer les grandes distances qui nous séparent des
étoiles ou des galaxies. Une année lumière (1 a.l.) est la distance parcourue par la lumière en une
année.
Il lui faut à peine plus de 2,5 secondes pour aller de la Terre à la Lune et en revenir et 8,2
minutes pour venir du Soleil
La lumière a besoin de 4,2 ans pour venir de l’étoile la plus proche du Soleil (Proxima du
Centaure) : on dit que cette étoile est située à 4,2 années lumières (4,2 a.l.).
Notre Galaxie a un diamètre de 100 000 a.l.
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4_cours07 Ch Op4 V1