Partie 2

Thème n° 3
L'Univers
Partie 1 Une première présentation de l’Univers
Partie 2 Les étoiles
Partie 3 Les éléments chimiques présents dans l’Univers
Partie 4 Le système solaire
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Partie 1
Une première présentation de l’Univers
Description de l’Univers
a) La Terre, un grain de poussière dans l’Univers
Description de l’Univers, son histoire et les astres que l’on peut
observer.
Caractère lacunaire de l’univers.
Les échelles de distance.
Activités pédagogiques proposées:
- Activité documentaire (extrait du livre d'Hubert Reeves, « Poussières
d'étoiles » ou Vidéo).
- Présentation PowerPoint® montrant les différentes échelles dans l'Univers.
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Partie 1
Une première présentation de l’Univers
b) Lumière, espace et temps
Espace et Temps dans l’Univers.
Propagation rectiligne de la lumière.
Vitesse de la lumière dans le vide et dans l’air.
L’année de lumière.
Activités pédagogiques proposées:
- Activité sur l'histoire de la mesure de la distance Terre – Lune de l'antiquité
grecque à nos jours.
- Travaux pratiques sur la mesure de distances (parallaxe, télémétrie).
- Activité sur la mesure de la vitesse de la lumière par Römer (éclipse de Io).
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Partie 2
Les étoiles
1) L’analyse de la lumière des étoiles
Les spectres d’émission et d’absorption : spectres continus d’origine
thermique, spectres de raies.
Raies d’émission ou d’absorption d’un atome ou d’un ion.
Caractérisation d’une radiation par sa longueur d’onde.
Activités pédagogiques proposées:
- Activité documentaire sur les poussières interstellaires.
- Travaux Pratiques : spectres d’émission, spectres d’absorption.
- Travaux Pratiques : spectre d’une étoile, le Soleil, composition chimique.
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Partie 2
Les étoiles
2) La réfraction de la lumière
Dispersion de la lumière blanche par un prisme.
Réfraction.
Loi de Descartes.
Activités pédagogiques proposées:
- Travaux Pratiques sur l’étude la réfraction de la lumière.
- Présentation PowerPoint® : Mirage du Mont Canigou.
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Partie 3
Les éléments chimiques présents dans l’Univers
1) D’où viennent les éléments chimiques
a) La modélisation de l’atome
Un modèle de l’atome. Noyau (protons et neutrons), électrons.
Nombre de charges et numéro atomique Z. Nombre de nucléons A.
Charge électrique élémentaire, charges des constituants de l’atome.
Électroneutralité de l’atome.
Masse des constituants de l’atome ; masse approchée d’un atome et
de son noyau.
Dimension : ordre de grandeur du rapport des dimensions
respectives de l’atome et de son noyau.
Activité pédagogique proposée:
- Activité documentaire sur la synthèse des éléments chimiques.
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Partie 3
Les éléments chimiques présents dans l’Univers
b) La synthèse des éléments chimiques
Éléments chimiques. Isotopes, ions monoatomiques.
Caractérisation de l’élément par son numéro atomique et son symbole.
Répartition des électrons en différentes couches, appelées K, L, M.
Répartition des électrons pour les éléments de numéro atomique
compris entre 1 et 18. Les règles du « duet » et de l’octet.
Application aux ions monoatomiques usuels. Classification périodique
des éléments.
Démarche de Mendeleïev pour établir sa classification.
Critères actuels de la classification : numéro atomique et nombre
d'électrons de la couche externe.
Activités pédagogiques proposées:
- Travaux Pratiques : Test d’identification de quelques ions.
- Présentation PowerPoint® : Structure électronique d’atomes et d’ions
correspondants.
- Travaux Pratiques : Tableau périodique des éléments.
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Partie 4
Le système solaire
1) Le mouvement des planètes
a) Comment définir un mouvement ?
Relativité du mouvement.
Référentiel. Trajectoire.
b) La gravitation universelle
La gravitation universelle.
L’interaction gravitationnelle entre deux corps.
La pesanteur terrestre.
Activités pédagogiques proposées:
- Présentation PowerPoint® : Notion de référentiel (Phases de la Lune,
Mouvement rétrograde de Mars).
- Travaux Pratiques : Mesure de Poids – Comparaison Terre/Lune.
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Partie 4
Le système solaire
2) Les forces
Actions mécaniques, modélisation par une force.
Effets d’une force sur le mouvement d’un corps : modification de la
vitesse, modification de la trajectoire.
Rôle de la masse du corps.
Principe d’inertie.
Observation de la Terre et des planètes à partir de satellites et de
sondes.
Activités pédagogiques proposées:
- Travaux Pratiques : Chronophotographie.
- Activité documentaire sur le Principe d’inertie (Texte ou Vidéo).
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Partie annexe
Éducation à l'orientation
Visite de l'Observatoire Astronomique de Strasbourg
Rencontres avec des astronomes professionnels, des ingénieurs, des
techniciens.
Séance de Planétarium. (3 thèmes à choisir parmi 7)
Visite de l’Observatoire et de la crypte aux étoiles.
Réalisation d'un dossier sur les métiers qui sera complété tout au long de
l'année, dans chacune des disciplines.
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