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Devis de cours SCIENCES DE LA NATURE NOM DU PROGRAMME Nº du cours Titre du cours 203–FYA-05 ASTROPHYSIQUE Pondératio n 2–2–2 Heures Préalables 60 Aucun Énoncé de la compétence Appliquer une démarche scientifique dans le domaine de l'astrophysique. Forme d’enseignement Cours Éléments de la compétence 1. Représenter diverses situations propres à l'astrophysique en faisant appel aux concepts, aux lois et aux principes de la physique. 2. Résoudre des problèmes de l'astrophysique selon des méthodes qui lui sont propres. 3. Appliquer des techniques d'expérimentation et de validation propres à l'astrophysique. Incidences des orientations locales sur le cours Progression des apprentissages visés pour les compétences développées dans le cours 1. Représenter diverses situations propres à l'astrophysique en faisant appel aux concepts, aux lois et aux principes de la physique. Éléments de la compétence 1 1.1 Se situer parmi les structures de l'univers. Habilités à développer • Décrire les constituants de l'univers. • Décrire la situation de la Terre parmi. l'ensemble des structures du cosmos. • Utiliser les notions de bases associées à la voûte céleste. • Expliquer l'aspect que prend la voûte céleste selon le lieu géographique, la date, les saisons... Contenus essentiels • Notions et vocabulaire de base associés à l'astronomie 1.2 Analyser les mouvements planétaires. • Déduire les périodes d'observation optimale des planètes. • Expliquer le mouvement rétrograde. • Calculer les périodes sidérales des planètes. • Calculer les distances relatives des planètes au Soleil. • Configurations planétaires • Relation Période synodique Période sidérale • Lois de Kepler 1.3 Déduire les caractéristiques des étoiles à partir des données de l'observation. • Appliquer les lois associées au rayonnement lumineux • Interpréter les différents aspects que prennent les spectres d'étoiles. • En déduire les propriétés des étoiles. 1.4 Analyser la structure et l'évolution des étoiles. • Décrire les forces en jeux et les processus physiques à l'intérieur d'une étoile. • Utiliser ces notions pour expliquer le comportement des étoiles. • Résumer les étapes importantes de la vie des étoiles. • Expliquer l'importance des processus associés aux supernovae. 1.5 Analyser le contenu et la structure de la Galaxie. 1.6 Analyser le comportement de l'ensemble de la matière de l'univers. • Systèmes de coordonnées altazimutal et équatorial • Relation Intensité-LuminositéDistance • Lois du corps noir • Transitions atomiques • Types spectraux et classes de luminosité • Effet Doppler • Expliquer comment on détecte les planètes • 3e loi de Kepler généralisée extra solaires. • Décrire les éléments de la structure d'une galaxie spirale type. • Justifier la position du Soleil dans la Galaxie à partir des observations. • Décrire les propriétés du milieu interstellaire. • En déduire les conséquences sur l'observation des étoiles. • Décrire l'expansion de l'univers. • Calculer l'âge de l'univers. • Décrire les différents modèles cosmologiques. • Interpréter adéquatement les observations qui renforcent l'hypothèse du big-bang. • Loi de l'hydrostatique • Réactions nucléaires et stabilité des noyaux atomiques • Tracés évolutifs dans le diagramme Hertzprung-Russel • Phases terminales: naines blanches, étoiles à neutrons et trous noirs • Distribution des amas globulaires • Propriétés du gaz et de la poussière interstellaire • Loi de Hubble • Courbure globale de l'espace • Conditions physiques au tout début de l'univers 2. Résoudre des problèmes de l'astrophysique selon des méthodes qui lui sont propres. Éléments de la compétence 2 2.1 Analyser des données photométriques afin d'en déduire les caractéristiques des amas d'étoiles . Habilités à développer • Ordonner et schématiser des données photométriques. • Interpréter ces données. • Calculer la distance et l'âge d'un amas d'étoile. • Porter un jugement sur la validité des résultats obtenus. Contenus essentiels • Relation Magnitude absolue Magnitude apparente - Distance • Diagramme Hertzsprung-Russel 2.2 Analyser des données photographiques pour en déduire les caractéristiques d'une rémanence de supernova. • Mesurer avec précision des déplacements sur des clichés. • Organiser et traiter l'ensemble des mesures. • Calculer l'âge de la nébuleuse. • Concevoir la forme tridimensionnelle de la nébuleuse. • Calculer la distance à la nébuleuse. • Nature et fréquence des supernovae 2.3 Analyser un cliché d'un amas de galaxies. • Distinguer les différentes formes possibles des galaxies. • Évaluer approximativement la distance aux galaxies. • Relation Vitesse radiale - Vitesse angulaire - Distance • Schéma de classification de Hubble 3. Appliquer des techniques d'expérimentation et de validation propres à l'astrophysique. Éléments de la compétence 3 3.1 Mesurer à l'aide d'un logiciel de simulation du ciel la parallaxe d'une planète proche. Habilités à développer • Utiliser les possibilités qu'offre un logiciel de simulation. • Élaborer, en simulation, une procédure d'acquisition de données. • Extraire les données pertinentes à la solution du problème. 3.2 Photographier différentes régions du ciel. • Planifier des séances d'observations à l'extérieur de la ville. • Utiliser adéquatement le matériel photographique. • Interpréter les clichés obtenus à l'aide d'un atlas du ciel. Contenus essentiels • Notion de parallaxe géocentrique • Fonctionnement d'un appareil photo 35mm en mode «longues poses». • Terminologie associée à l'identification des objets célestes.
