Chapitre 3 : Phases de la lune et e clipses

Chapitre 3 : Phases de la lune et eclipses :
I-
L’éclipse de soleil
La lune se trouve entre le soleil et la terre.
Eclipse partielle dans la zone de pénombre.
Zone d’ombre (ombre portée) environ 20km
La lune est 400 fois moins large que le soleil, mais 400fois plus proche : d’où la possibilité
d’éclipse totale.
Le soleil est éclipsé.
La lune est un satellite de la terre, tournant avec une période de rotation de 29,5 jours en moyenne
(lunaison) et tournant sur elle-même de la même période ‘d’où sa face cachée).
La distance terre-lune est de 360 000km à 400 000km.
La lune est 100x plus légère que la terre, a un rayon 3,5x moindre.
II-
Les phases de la lune
La lunaison comprend 4 phases principales d’environ 7,5 jours chacune. Les 8 phases de la lune :
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III-
Les éclipses de lune
Les éclipses de lune: la lune se trouve de l’autre côté de la terre, dans le cône d’ombre de la terre.
La lune est invisible (en fait orangée).
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Chapitre 4 : Les etoiles et les planetes du
systeme solaire :
I-
L’univers
1 a.l. = 1 année lumière = 300 000km x 3600 x 24 x 365,3 – 10 millions de millions de km
 Distance parcourue par la lumière dans le vide en une année.
On cherche à convertir une année lumière en kilomètre :
v = c = 300 000km/s => vitesse de la lumière
t = temps parcouru, 1 an
d = distance parcourue par la lumière en 1 an
D’où d = c x t
t = 1 an = 365,3 jours x 24h x 3600sec
d = 300 000 x 365,3 x 24 x 3600 = 10.106.106 km
L’univers : un ensemble de plusieurs milliards de galaxies larges de plusieurs 100 000 a.l. s’éloignant les
unes des autres.
Son âge : ~13,5 milliards d’années.
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II-
Notre galaxie: la voie lactée
1 a.l. = année lumière = 300 000 km x 3600 x 24 x 365,4 ~ 10 millions de millions km
Il y a ~200 milliards d’étoiles.
Le soleil est une étoile parmi d’autres.
Il est situé dans le bras d’Orion, à 26 000 a.l. du centre.
L’étoile la plus proche est à plus de 4 a.l. du soleil.
Une étoile est un astre au sein duquel se déroulent des réactions nucléaires dégageant un intense
rayonnement lumineux.
Une planète est un astre n’émettant pas sa propre lumière et gravitant autour d’une étoile, dont elle
réfléchit la lumière.
Une étoile filante est un météore, un petit corps céleste qui se consume en arrivant dans l’atmosphère.
Un météore : il traverse juste l’atmosphère.
Une météorite : météore qui s’est écrasé sur terre, c’est une pierre.
Un astéroïde : un objet en révolution autour du Soleil, sa taille est extrêmement variable. Synonyme de
petite planète.
Comète : météore qui revient régulièrement, qui fait de grande ellipse autour du soleil.
III-
Notre système solaire :
Notre système solaire est constitué d'une étoile, le Soleil, et de neuf planètes qui tournent autour de lui sur
des orbites quasi-circulaires. Certaines de ses planètes possèdent des satellites et des anneaux.
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Le système solaire renferme aussi une multitude d'astéroïdes, ce sont des corps relativement petits dont la
taille va de celle d'un grain de poussière à près d'un millier de km. Une partie de ces astéroïdes forment
une ceinture entre les orbites de Mars et de Jupiter
Planète
Mercure
Vénus
Terre
Mars
Jupiter
Saturne
Uranus
Neptune
Pluton
Distance moy. du soleil
(Million de Km)
58
108
150
228
778
1427
2870
4500
5950
Durée d'une révolution
(années)
0.24
0.61
1
1.88
11.86
29.45
84
164
247.7
Durée de la rotation
59 j
243 j
23h 56mn
24h 37mn
9h 50mn
10h 39mn
17h 14mn
16h 3mn
153h 17mn
IV-
Étoiles et constellations
Une étoile est une boule de gaz (principalement hydrogène et hélium), lieu de réactions de fusion
nucléaire, à l’origine d’une émission d’énergie rayonnante par incandescence, et d’une température de
plusieurs milliers de degrés Celsius. La couleur d’une étoile dépend de sa masse et de son âge. Les étoiles
les plus chaudes sont bleues (ex. Véga). Il existe des étoiles « géantes » et des étoiles « naines ». Les
étoiles se transforment au cours de leur vie (naines blanches, étoiles à neutrons, trous noirs, super
nova…).
Remarque: le scintillement des étoiles est dû aux turbulences atmosphériques. Le rayonnement arrivant
des planètes est stable.
Une constellation est un groupe d’étoiles repéré par les hommes. On attribue aux différentes
constellations des vertus dépendant de la culture (ex. astrologie). En fait, les étoiles d’une même
constellation peuvent être à des distances gigantesques les unes des autres…
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Chapitre 5 : Mesure et Unite
I-
Les mesures à l’école primaire (programme de maths)
1. Cycle 2
-
grandeurs relatives à l’espace: la longueur.
mesure de masse.
mesure liée au temps: repérage (heure, calendrier)
mesure de durée.
la température: le thermomètre.
2. Cycle 3
-
longueur aire d’une surface, volume.
mesure de masse: les balances.
mesure du temps: le ciel et la terre.
Introduction à la notion d’énergie (électricité, aliments…)
Introduction de la tension électrique (association de piles)
II-
Mesures
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Chapitre 6 : Matiere et temperature :
I-
Qu’est-ce que la matière ?
La propriété caractéristique de la matière est d’avoir une masse.
La loi de la conservation de la matière : « rien ne se perd, rien de se crée, tout se transforme » (Lavoisier,
XVIIIe s.).
Parfois la matière se transforme en énergie (relativité, E=mc², Einstein).
Exemple :
L’air est pesant.
Il est constitué de molécules et de N2 (azote), O2, Ar, CO2, H2O…
Le poids de l’air est responsable de la pression atmosphérique.
L’action de la pression atmosphérique a été mise en évidence par Otto Von Guericke (1654) ave
l’expérience des hémisphères de Magdebourg.
Quelle est la masse de l’air dans la salle ?
l = 10m
L = 5m
h = 3m
V = 10 x 5 x 3 = 150m3
M = 150 x 1,2 / 10-3 = 180 kg
La masse de l’air dans la salle est 180 kg.
Volume (L)
Volume (m3)
1L
1 000 L
1 dm3 = (0,1)3 m3
1 m3
Volume
Masse
1L
150 m3
1,2 g
150 x 1,2 /10-3 = 180.103g = 180 kg
Maintenant, on peut voir les atomes (118) et les molécules.
La matière est constituée d’atomes et de molécules, mais aussi d’autres constituants plus élémentaires.
Comment voir « à l’intérieur » de la matière ?
Microscopie optique à haute résolution : 1 m => 0.5 μm (Goutte d’eau)
(limité par la longueur d’onde de la lumière visible)
Microscopie électronique à balayage: 1 mm => 20 nm = 200 Å = 0.02 μm (Œil de mouche)
Microscopie électronique à transmission: 100 nm => 1 Å (Atomes)
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II-
Les constituants élémentaires de la matière
1. Ions
Atome ayant perdu ou gagner un ou plusieurs électrons (jusqu’à 3).
-
Anion : ion ayant perdu des électrons.
Cation : ion ayant gagné des électrons.
Ex : Fe3+, Fe2+
Fe  Fe2+ + 2e-
2. Molécule : assemblage d’atomes
O2 : dioxygène.
O128 : 8 protons (donc 8 électrons) et 4 neutrons.
Liaisons chimiques : mise en commun d’électrons entre les atomes d’une même molécule.
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Gravitation :
Masse en N (newton).
Newton F = M.g = M.M’. G / r2
Interaction électromagnétique :
Charge électrique en Coulomb (ou Maxwell).
Interaction forte :
Couleur des quarks : cohésion à l’intérieur du noyau.
Interaction faible :
Radioactivité : responsable de la désintégration des éléments les plus lourds.
Corps pur : matière composée des mêmes molécules (O2, Fe, Ch4, H2O…).
Mélange : ensemble de molécules (l’air, le lait, le bois, les céramiques…).
Corps pur simple : corps pur composé des mêmes atomes (O2, Cl, Fe…).
Corps pur composé : corps pur avec des atomes différents composant les molécules (H2O, Ch4…).
III-
L’état de la matière
La matière se présente sous différents états, avec les mêmes constituants, mais sous différentes
sollicitations.
Les états solides et liquides sont des états condensés de la matière. Les liquides et le gaz sont fluides.
La matière solide : les atomes sont proches les uns des autres, et parfois ordonnés (cas des cristaux). Les
solides conservent une certaine forme propre, et résistent à toute déformation.
L’état liquide : un liquide n’a pas de forme propre, mais adopte celle du récipient qui le contient. Sa
surface est plate au repos (tension de surface). Il se déforme facilement en cisaillement, par exemple il
coule sous l’action de son propre poids. Un liquide incompressible conserve cependant son volume.
L’état gazeux : c’est l’état de la matière la moins dense. Exemple : l’air a une masse volumique de 1,2
g/L en C.N.T.P. (0,6 g/L vapeur). L’air est expansible : il occupe tout l’espace qui lui est offert.
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Etat solide
Etat liquide
Etat gazeux
Forme propre
Forme du récipient qui le contient
Pas de forme
Volume propre
Volume propre qui n’est pas celui du récipient
Occupe tout le volume
IV-
Chaleur et température
Température (T) : la température est reliée aux fluctuations de vitesse des molécules constituant le corps,
c’est-à-dire à leur énergie cinétique, leur agitation.
L’échelle thermodynamique de température (°K) donne 0°, lorsque les molécules sont immobiles (« zéro
absolu »).
T(K)
T(°C)
273 K
0°C
0K
-273°C
Echange de chaleur (δQ) : quantité de chaleur (Joules).
-
Le flux de chaleur dépend de la conductivité thermique.
La chaleur va du chaud vers le froid.
Mesure de l’agitation des molécules
T(K) = T(°C) + 273
0K : pas d’agitation des molécules
V-
Pression d’un gaz
La pression est une « force par unité de surface » provenant des chocs exercés par les molécules de gaz
qui rebondissent sur les surfaces (une variation de quantité de mouvement m.v correspond à une force).
La pression (P) est proportionnelle au nombre moyen de chocs des molécules du gaz sur la paroi.
Pression (P) = Force (F) / Surface (S)
P est mesurée en N/m² ou Pa
1 Pa = force de 1N sur 1m²
Force de 1N est le poids associé à une masse de : Poids = m x g (où g = 10 N/kg).
1. Pression atmosphérique standard
C’est la pression de l’air au niveau de la mer à 20°C.
Patm = 1,013.105Pa = 1013 hPa
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