Département de physique Interpréter des phénomènes naturels à l

Département de physique
DEVIS DU COURS PHYSIQUE : ONDES ET PHYSIQUE MODERNE
203-703-SF
ÉNONCÉ DE LA COMPÉTENCE 01YG :
Interpréter des phénomènes naturels à l'aide des lois de l’optique,
de la physique ondulatoire et de la physique moderne.
Direction du développement
pédagogique et institutionnel
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14 juin 2002
Devis de cours
Sciences, Lettres et Arts
NOM DU PROGRAMME
Nº du cours
203-FWC-05
Pondération
3-2-3
Nombre
d’heures
75
Titre du cours
Physique : Ondes et physique moderne
Préalables
203-109-05
Forme d’enseignement
Classe et laboratoire
Énoncé(s) de la compétence
Éléments de la compétence
Interpréter des phénomènes naturels à l'aide de l'optique, de la
physique ondulatoire et de la physique moderne.
1.
2.
3.
4.
Décrire le phénomène.
Modéliser le phénomène.
Résoudre des problèmes associés aux phénomènes.
Vérifier expérimentalement des modèles.
Incidence des orientations locales sur le cours
Progression des apprentissages visés pour les compétences développées dans le cours
Ce cours de physique est le dernier d'une série de trois que suivront les élèves de ce programme qui choisissent la voie mathématique-physique. On
utilisera certains outils mathématiques (notion de limite, dérivée, intégrale) selon les besoins. Les exemples utilisés dans ce cours s'inspireront de la
réalité quotidienne d'une part, ou d'un thème commun proposé par le comité de programme.
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14 juin 2002
Énoncé de compétence : Interpréter des phénomènes naturels à l'aide de l’optique, de la physique ondulatoire et de la physique moderne.
Élément de la compétence : Décrire le phénomène.
Critères de performance
• Utilisation appropriée de la terminologie.
• Schématisation claire du phénomène
étudié.
• Identification des manifestations
observables.
• Établissement des relations entre les
paramètres physiques et les causes du
phénomène.
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Habiletés essentielles
Savoirs principaux
• Exprimer toute grandeur physique selon une
• Liste des phénomènes à décrire dans le
cours d’ondes et physique moderne:
terminologie et un symbolisme approprié.
Mouvement harmonique simple (cinématique,
• Représenter des grandeurs physiques orientées
dynamique, énergétique), la résonance, les
par un vecteur sous les formes cartésienne et
ondes mécaniques (progressive, stationnaire),
polaire.
• Décrire des situations impliquant l'observation de le son, l’effet Doppler, le battement, la lumière,
la réflexion, la réfraction, optique géométrique
phénomènes physiques.
(miroirs, lentilles, instruments d’optique),
• Illustrer toute situation observable à l’aide de
optique physique (interférence, diffraction,
schéma ou de croquis appropriés.
réseaux, polarisation, applications
• Identifier et décrire les paramètres physiques
technologiques), théorie quantique, physique
associés aux mouvements des corps.
atomique.
• Répertorier toutes les relations impliquant les
• Aborder un des sujets suivants:
paramètres identifiés lors de l’observation d’un
relativité restreinte, physique nucléaire.
phénomène.
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14 juin 2002
Énoncé de compétence : Interpréter des phénomènes naturels à l'aide de l’optique, de la physique ondulatoire et de la physique moderne.
Élément de la compétence : Modéliser le phénomène.
Critères de performance
• Identification des variables pertinentes.
• Choix judicieux des principes ou lois de la
physique.
• Application rigoureuse des principes ou
des lois de la physique.
• Construction d'une solution mathématique
rigoureuse.
• Prédiction plausible de l'évolution du
phénomène.
• Évaluation de la limite du modèle.
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Habiletés essentielles
• Énumérer toutes les variables impliquées lors de
l'observation du phénomène physique.
• Distinguer les variables et les constantes.
• Déterminer les lois et principes impliqués dans
l'observation du phénomène.
• Ordonner les opérations mathématiques
nécessaires à l'obtention d'une solution.
• Proposer des hypothèses sur l'évolution du
phénomène.
• Représenter qualitativement des figures
d'interférence et de diffraction.
• Établir les limites du modèle.
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Savoirs principaux
• Lois et principes servant à modéliser les
phénomènes dans le cours d’ondes et physique
moderne:
Lois de la cinématique, lois de Newton, loi de
Hooke, principes de conservation de l’énergie
et de la quantité de mouvement, loi de
Coulomb, principe de superposition, lois de la
réflexion et de la réfraction, *(les postulats de
la relativité, les transformations de Lorentz, la
loi de désintégration radioactive).
*(selon les choix de champ d’étude).
14 juin 2002
Énoncé de compétence : Interpréter des phénomènes naturels à l'aide de l’optique, de la physique ondulatoire et de la physique moderne.
Élément de la compétence : Résoudre des problèmes associés aux phénomènes.
Critères de performance
Habiletés essentielles
Savoirs principaux
• Représentation claire de la situation.
• Écrire toutes les données initiales (constantes et
• Liste des phénomènes à aborder sous forme
• Élaboration d'une solution mathématique variables) inhérentes à une situation physique
de problèmes à résoudre dans le cours
rigoureuse.
demandant une solution.
d’ondes et physique moderne :
• Représentation mathématique et graphique • Faire un schéma illustrant adéquatement la
Mouvement harmonique simple (cinématique,
juste.
situation physique à l'étude.
dynamique, énergétique, les ondes mécaniques
• Application exacte des outils
• Rédiger clairement sa démarche en citant dans un (progressive, stationnaire), le son, l’effet
mathématiques.
ordre logique les principes et lois physiques
Doppler, le battement, la lumière, la réflexion,
• Critique de la vraisemblance des résultats. intervenant dans la solution.
la réfraction, optique géométrique (miroirs,
• Effectuer toutes les opérations mathématiques
lentilles, instruments d’optique), optique
menant à une démonstration théorique où au calcul physique (interférence, diffraction, réseaux,
des grandeurs inconnues demandées.
polarisation, applications technologiques),
• Justifier par des arguments appropriés les résultats théorie quantique, physique
obtenus.
atomique,*(relativité restreinte, physique
nucléaire).
*(Selon les choix de champ d’étude).
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Énoncé de compétence : Interpréter des phénomènes naturels à l'aide de l’optique, de la physique ondulatoire et de la physique moderne.
Élément de la compétence : Vérifier expérimentalement des modèles.
Critères de performance
• Identification claire du but de l'expérience.
• Respect du protocole et des techniques de
l'expérimentation.
• Utilisation correcte du matériel de
laboratoire.
• Présentation systématique des données,
des calculs et des résultats.
• Estimation et calcul rigoureux des
incertitudes.
• Interprétation juste des résultats.
• Production d'un rapport scientifique.
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Habiletés essentielles
• Exprimer le(s) but(s) d’une expérimentation à
partir de l’observation d’un phénomène.
• Établir, s’il y a lieu, un protocole expérimental.
• Appliquer adéquatement un protocole
expérimental.
• Manipuler tout appareil ou instrument selon les
règles prescrites.
• Déterminer la précision des appareils de mesure
utilisés.
• Effectuer tous les calculs, y compris ceux des
incertitudes des résultats de l’expérimentation.
• Recueillir et ordonner dans un tableau toutes les
données et résultats de calculs nécessaires à
l’obtention des buts visés par l’expérimentation.
• Justifier à partir d’arguments scientifiques la
pertinence des résultats obtenus.
• Produire un rapport scientifique sur support
informatique (traitement de texte, chiffrier, dessins
et graphiques).
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Savoirs principaux
Choix de modèles pouvant être observés en
laboratoire dans le cours d’ondes et physique
moderne:
- Pendule simple/composé et ressort en MHS
- Résonance d’un système m-k-b
- Marche des rayons lumineux
- Instruments d’optique (modélisation).
- Mesure de la vitesse du son
- Ondes stationnaires dans une corde
- Interférence et diffraction
- Spectre de l’atome d’hydrogène.
14 juin 2002