ABBOU Terminale S - Sciences Physiques au Lycée

ABBOU Terminale S
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Sciences
Physiques

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TABLE DES MATIERES
1. LES ONDES ............................................................................................................................................................ 4
1.1. ONDE PROGRESSIVE ....................................................................................................................................................... 4
1.2. EXEMPLES........................................................................................................................................................................ 7
1.3. PROPRIÉTÉS DES ONDES ............................................................................................................................................... 8
2. MÉCANIQUE ....................................................................................................................................................... 14
2.1. CINÉMATIQUE .............................................................................................................................................................. 14
2.2. FORCES ET MOUVEMENT ............................................................................................................................................ 16
2.3. APPLICATIONS ............................................................................................................................................................. 17
2.4. OSCILLATEURS MÉCANIQUES .................................................................................................................................... 22
3. TRANSFERTS D’ÉNERGIE .............................................................................................................................. 24
3.1. L’ÉNERGIE .................................................................................................................................................................... 24
3.2. TRAVAIL D’UNE FORCE ............................................................................................................................................... 25
3.3. ASPECTS ÉNERGÉTIQUES DU MOUVEMENT ............................................................................................................. 27
3.4. TRANSFERTS THERMIQUES ........................................................................................................................................ 30
4. PHYSIQUE QUANTIQUE ................................................................................................................................. 33
4.1. DUALITÉ ONDE CORPUSCULE .................................................................................................................................... 33
4.2. TRANSFERTS QUANTIQUES D’ÉNERGIE .................................................................................................................... 34
5. RELATIVITÉ RESTREINTE ............................................................................................................................ 37
5.1. RAPPELS SUR LA MÉCANIQUE DE NEWTON ............................................................................................................ 37
5.2. ELÉMENTS DE RELATIVITÉ RESTREINTE ................................................................................................................. 38
5.3. ECOULEMENT DU TEMPS ............................................................................................................................................ 39
6. TRANSMETTRE ET STOCKER DE L’INFORMATION .............................................................................. 44
6.1. NUMÉRISATION ........................................................................................................................................................... 44
6.2. IMAGE NUMÉRIQUE ..................................................................................................................................................... 47
6.3. TRANSMISSION DE L’INFORMATION ......................................................................................................................... 47
6.4. TYPES DE TRANSMISSION ........................................................................................................................................... 48
7. CHIMIE ORGANIQUE ....................................................................................................................................... 50
7.1. FONCTIONS ET NOMENCLATURE .............................................................................................................................. 50
7.2. ISOMÉRIE ...................................................................................................................................................................... 55
7.3. CONFORMATION .......................................................................................................................................................... 58
7.4. STRUCTURE ET PROPRIÉTÉS DES MOLÉCULES ........................................................................................................ 59
7.5. RÉACTIONS ORGANIQUES ........................................................................................................................................... 60
7.6. PRATIQUES EXPÉRIMENTALES .................................................................................................................................. 62
8. SPECTROSCOPIE .............................................................................................................................................. 67
8.1. SPECTROSCOPIE UV-VISIBLE .................................................................................................................................... 67
8.2. SPECTROSCOPIE INFRAROUGE .................................................................................................................................. 69
8.3. SPECTROSCOPIE RMN DU PROTON .......................................................................................................................... 72
9. RÉACTIONS RÉDOX ......................................................................................................................................... 74
9.1. DÉFINITIONS ................................................................................................................................................................ 74
9.2. ETABLISSEMENT D’UNE ÉQUATION BILAN .............................................................................................................. 75
10. CINÉTIQUE CHIMIQUE ............................................................................................................................... 76
10.1. EVOLUTION TEMPORELLE DE L’AVANCEMENT ....................................................................................................... 76
10.2. PARAMÈTRES INFLUENÇANT LA CINÉTIQUE ........................................................................................................... 78
11. ECHANGES DE PROTONS .......................................................................................................................... 81
11.1. NOTION D’ÉQUILIBRE ................................................................................................................................................. 81
11.2. RÉACTIONS ACIDE-BASE ............................................................................................................................................ 83
11.3. ACIDE FAIBLE ET BASE FAIBLE .................................................................................................................................. 85
11.4. CONTRÔLE DU PH ....................................................................................................................................................... 87

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12. DIVERS ............................................................................................................................................................ 88
12.1. TITRAGES ...................................................................................................................................................................... 88
12.2. INCERTITUDES ET ERREURS ...................................................................................................................................... 92

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1. Les Ondes
1.1. Onde progressive
1. Types d’ondes Onde mécanique
Définition : Une onde mécanique (ou matérielle) progressive est la propagation d'une
perturbation d’un milieu matériel dans un milieu matériel, sans transport de matière, avec transport
d’énergie.
Propriété : Elle a besoin d’un milieu matériel pour se propager et ne peut se propager
dans le vide.
Exemples : La Houle, le son, les ondes sismiques…
Onde életromagnétique
Définition : Une onde électromagnétique (em) progressive est la propagation d’une perturbation
des champs électriques et magnétiques du milieu qu’elle traverse.
Propriété : Elle peut se propager dans le vide.
Exemples : La lumière visible, les ondes radios, les rayons X…
2. Retard d’une onde progressive
Remarque:
Une onde progressive peut se propager dans un milieu à :
une dimension (perturbation le long d'une corde)
deux dimensions (rides à la surface de l’eau)
trois dimensions (son dans l’air)
Définition :
Une onde progressive de célérité v
se propage le long d’une droite.
La perturbation passe :
au point M à l’instant t
au point M’, à l’instant t’
La grandeur τ = t’ - t est appelée
retard de l’onde entre les points M
et M’
Propriété : τ = MM’/v
t
t’
M
M’
M
M’
Sens de propagation

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3. Onde progressive sinusoïdale
Définitions : Une onde progressive est périodique lorsque la perturbation est entretenue dans le
temps, c’est-à-dire lorsqu’elle se répète, identique à elle-même dans le temps.
Une onde périodique est sinusoïdale lorsque l’évolution temporelle de la perturbation
peut être décrite par une fonction sinus ou cosinus.
Double périodicité
Les courbes ci-dessous montrent l’évolution de l’amplitude (A) d’une l’onde. Dans le cas de la
propagation :
d’une houle sur un lac, A représente la hauteur de l’eau.
d’un son dans l’air, A représente la surpression de l’air.
La courbe ci-contre représente une
« photographie » de l’onde à un instant donné. On y
voit donc comment l’onde se déploie dans l’espace (A
est représentée en fonction d’une distance d).
Il existe une périodicité spatiale λ appelée
longueur d’onde. C’est la plus courte distance de
répétition de l’onde à un instant t.
La courbe ci-contre représente l’évolution
temporelle de l’onde en un point précis de l’espace (A
est représentée en fonction du temps t).
Il existe une périodicité temporelle T appelée
période.
Définition : La fréquence de l’onde f est définie par: f = 1/T
Propriétés : Une onde progressive sinusoïdale possède une double périodicité.
La célérité de l’onde v est calculée par : v = λ * f
Unités : λ (en m) T (en s) f (en s-1 ou Hz : Hertz) v (en m.s-1)
Remarque : L’expression mathématique de l’amplitude de la perturbation
d’une onde progressive sinusoïdale en un point M quelconque :
situé à une distance d de la source de l’onde
à un instant quelconque t
est de la forme :
A (d, t) = Amax sin (ω * t – k * d + φ0)
d : (en m)
ω : ω = 2π*f (en rad.s-1)
k : k= 2π/λ (en rad.m-1)
φ : la phase de l’onde φ = ω * t – k * x + φ0 (en rad)
φ0 : la phase à l’origine de l’onde (en rad)
Amax : l’amplitude maximale (l’unité dépend de la nature de l’onde)
Exercice : Regarder l’animation « Caractéristiques Ondes » :
Etudier la propagation d’une impulsion
Etudier la propagation d’une onde en mode continu à différentes fréquences.
Repérer la durée d’oscillation d’un point bleu sur la corde (période temporelle T)
Arrêter le défilement du temps, et repérer une période spatiale (longueur d’onde λ)
Faire défiler le temps en mode très ralenti et retrouver le lien entre v, λ et T.
t
A
T
Onde en un point M
d
A
λ
Onde à un instant t
d
Source
M