Programme de sciences physiques





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PROGRAMME DE SCIENCES PHYSIQUES

4ème année de l’enseignement secondaire

Sciences expérimentales

A. PHYSIQUE(39,5 – 47 heures)

EVOLUTION DE SYSTEMES(23 – 27 heures)

I. Evolution de systèmes électriques

I -1. Le condensateur, le dipôle RC

-Description sommaire d’un condensateur.

-Charge électrique et capacité d’un condensateur.

-Réponse d’un dipôle RC à un échelon de tension ; constante de temps = R.C.

-Energie emmagasinée dans un condensateur

I-2. La bobine, le dipôle RL

-Induction électromagnétique.

Courant induit : Loi de Lenz

Force électromotrice d'induction.

-Auto-induction : Force électromotrice d’auto-induction et inductance d’un solénoïde.

-Réponse d’un dipôle RL à un échelon de tension ; constante de temps τ L/ R

-Energie emmagasinée dans une bobine.

I-3. Le circuit RLC série

-Oscillations libres amorties.

Régime pseudopériodique etrégime apériodique.

Equation différentielle.

L'énergie totale et sa nonconservation.

-Cas particulier des oscillations libres non amorties

Equation différentielle.

Période propre T0 et fréquencepropre N0

L'énergie totale et sa conservation.

-Oscillations forcées en régime sinusoïdal.

Production.

Influence de la fréquenced'excitation sur les oscillationset résonance d'intensité.

Impédance électrique.

Puissance moyenne et facteurde puissance : pertes en ligne

II. Evolution d’un système mécanique : le pendule élastique

II-1. Oscillations libres non amorties

-Mise en évidence.

-Période propre T0 et fréquence propre N0

-Equation différentielle.

-L'énergie totale et sa conservation.

II-2. Oscillations libres amorties :

-Régimes pseudopériodique et apériodique.

-L'énergie totale et sa non conservation.

II-3. Oscillations forcées en régime sinusoïdal

-Production.

-Influence de la fréquence

d'excitation sur les oscillations et

résonance d’élongation.

ONDES (6,5 – 8 heures)

I. Ondes mécaniques progressives

I-1. Notion d'onde :

-Onde transversale et onde longitudinale.

-Célérité d’une onde.

I-2. Onde progressive sinusoïdale :

-Double périodicité :

périodicité temporelle (T) et

périodicité spatiale (longueur d’onde λ).

II- Nature ondulatoire de la lumière

II-1. Diffraction mécanique et lumineuse.

II-2. Dispersion de la lumière.

PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLEAIRE (10 – 12 heures)

I. Spectre atomique et quantification des échanges d’énergie

I-1. Quantification de l’énergie d’un atome

-Quantification des échanges d’énergie à l’échelle des atomes.

-Niveaux d’énergie d’un atome.

I-2. Spectre atomique

-Quantum d’énergie : le photon.

-Etat fondamental et états excités d’un atome.

-Spectres d’absorption et d’émission d’un atome.

II. Noyau atomique

II-1. Equivalence masse-énergie

-Relation d'Einstein E = mc2.

-Défaut de masse.

II-2. Stabilité du noyau

-Energie de liaison.

-Energie de liaison par nucléon.

III. Réactions nucléaires

III-1. Réactions nucléaires

spontanées : Radioactivité

-Radioactivité naturelle et radioactivité artificielle : les différents rayonnements.

-Loi de désintégration radioactive.

-Période ou demi-vie d'un radioélément.

-Activité d'un échantillon

radioactif et effet biologique.

-Application: datation par le carbone 14 .

III-2. Réactions nucléaires provoquées

-Fission.

-Fusion.

Applications : énergie nucléaire ;énergie du Soleil.

B. CHIMIE (32 –38 heures)

CINETIQUE CHIMIQUE (5,5 – 7 heures)

I- Transformation lente – transformation rapide.

II- Evolution d’un système chimique au cours d’une réaction chimique

II-1. Evolution de l’avancement d’une réaction.

II-2. Vitesse d’une réaction chimique.

II-2-1. Vitesse moyenne.

II-2-2. Vitesse instantanée.

III. Principaux facteurs cinétiques

III-1. Concentration,

III-2. Température,

III-3. Catalyse :

1.Définition d’un catalyseur

2.Catalyse homogène et catalyse hétérogène

Applications :

-importance économique de la catalyse.

-catalyse enzymatique

EQUILIBRES CHIMIQUES (5,5 – 6,5 heures)

I. Notion d’équilibre chimique :

I-1. Définition d’un état d’équilibre chimique.

I-2. Interprétation microscopique de l’équilibre chimique.

II. Loi d’action de masse :

II-1. La fonction des concentrations

II-2. Enoncé de la loi d’action de masse :

Constante d’équilibre.

III. Conditions d’évolution spontanée.

IV. Loi de modération.


REACTIONS ACIDES-BASES (10 – 11,5 heures)

I. Equilibre acide-base

II. Classification des acides et des bases

II-1. Acide fort, acide faible, base forte et base faible.

II-2. Choix d’un couple de référence.

III. pH des solutions aqueuses

IV. Réaction d’un acide avec une base

IV-1. Evolution du pH au cours des réactions acide-base.

IV-2. Application au dosage acido-basique

CHIMIE ORGANIQUE (5 – 6 heures)

I- L’amide, autre dérivé d’acide carboxylique

Structure et nomenclature des amides.

II- Passages entre les dérivés des acides carboxyliques

II-1- à partir des chlorures d’acyle

- obtention d’esters.

- obtention d’amides.

- obtention d’anhydrides.

II-2- à partir des anhydrides

- passage aux esters.

- passage aux amides.

Application :

importance industrielle des dérivés des

acides carboxyliques.

PILES ELECTROCHIMIQUES (6 – 7 heures)

I. Etude de la pile Daniell

II. Généralisation : piles de type Daniell

III. Influence des concentrations sur la f.é.m. des piles du type Daniell

IV. Choix d’une référence

IV-1. La demi-pile normale à hydrogène.

IV-2. Le potentiel normal rédox.

IV-3. Classification électrochimique des couples rédox.


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