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Dossier Brevet
Thème 1 : Organisation et transformations de la matière
Ch. 1
De l'Univers aux atomes
Ch. 2
Les ions dans notre quotidien
Ch. 3
Quand les acides et les bases réagissent
Ch. 4
La masse volumique
Thème 2 : Mouvement et interactions
Ch. 5
Vitesse et mouvement
Ch. 6
Les forces
Ch. 7
Le poids
Thème 3 : L'énergie et ses conversions
Ch. 8
La conservation de l'énergie
Ch. 9
Résistance et loi d'Ohm
Ch. 10
Puissance et énergie en électricité
Thème 4 : Des signaux pour observer et communiquer
Ch. 11
Des signaux au-delà de la perception humaine
Chapitre 1
La Physique-Chimie autrement
Histoire des sciencesLe modèle standard
Doc. 1Quelques-unes des 61 particules élémentaires du modèle standard.
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Doc. 2Le LHC est formé d'un anneau de 27 km de long.
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Crédits : Maximilien Brice/CERN/Wikimedia
La physique des particules s'appuie d'abord sur des travaux théoriques, que les expériences valident peu à peu. Par exemple, l'existence du boson de Higgs a été prédite en 1964, mais vérifiée seulement en 2012, au LHC de Genève. Dans ce gigantesque accélérateur de particules, on provoque la collision à très grande vitesse de deux particules, avant d'étudier les débris de matière obtenus.
Doc. 3Composition d'un proton et d'un neutron.
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Dans le modèle standard, les protons et les neutrons ne sont pas des particules élémentaires, mais des hadrons, c'est-à-dire des particules formées de 3 quarks, liés ensemble par un échange de gluons.
Questions
Depuis le début du XXe siècle, les physiciens ont les moyens de s'intéresser à l'infiniment petit. Développé dans la seconde moitié du XXe siècle, le modèle standard est une théorie qui permet d'expliquer tous les phénomènes observables à l'échelle des particules.
1. Dirais-tu que le modèle standard est une théorie vérifiée par l'expérience ou une simple hypothèse ?
2. As-tu reconnu dans le Doc. 1 une des particules étudiées en classe ? Les protons sont-ils ici des particules élémentaires ?
2. As-tu reconnu dans le Doc. 1 une des particules étudiées en classe ? Les protons sont-ils ici des particules élémentaires ?
3. Ce modèle permet-il de trouver que la charge électrique du neutron est égale à zéro ? Tu peux t'aider des documents 1 et 3.
4. Quelle est la particule du modèle standard dont l'expérience a, le plus récemment, confirmé l'existence ? Trouve sur internet les deux physiciens qui ont obtenu le prix Nobel grâce à cette découverte.
4. Quelle est la particule du modèle standard dont l'expérience a, le plus récemment, confirmé l'existence ? Trouve sur internet les deux physiciens qui ont obtenu le prix Nobel grâce à cette découverte.
Objet d'étude
Les trous noirs
Doc. 1Qu'est-ce qu'un trou noir ?
Un trou noir est un amas extrêmement compact d'une immense quantité de matière : sa masse volumique est incroyablement élevée. Son interaction gravitationnelle avec ce qui est à proximité est si forte que :
- même la lumière ne peut en sortir (d'où la dénomination de « trou noir »)
- le Faucon Millenium, malgré ses puissants moteurs et sa coque robuste, se retrouverait irrésistiblement attiré puis écrasé par l'incommensurable gravité du trou noir !
Doc. 2Image simulée d'un trou noir.
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Crédits : Alain r/Wikimedia
Questions
Peu de choses font peur au capitaine Han Solo. Il évite pourtant soigneusement de s'approcher des trous noirs.
1. Les physiciens n'ont obtenu de preuves expérimentales de l'existence des trous noirs que depuis peu. Peux-tu trouver quand et comment ?
1. Les physiciens n'ont obtenu de preuves expérimentales de l'existence des trous noirs que depuis peu. Peux-tu trouver quand et comment ?
La Physique-Chimie au quotidienEsprit scientifique
Une constellation d'hiver : Orion
Doc. 1Carte de la constellation d'Orion.
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Matériel
- Tes yeux ! Éventuellement :
- Une paire de jumelle.
- Une application sur smartphone ou un site internet.
Questions
Étapes de la fabrication :
- Cherche la constellation d'Orion dans le ciel. Si besoin, utilise une application ou un site internet donnant la carte du ciel.
- Identifie spécifiquement Rigel et Bételgeuse.
- M42 est-elle visible ?
Des questions à se poser :
1. Rigel et Bételgeuse ont une différence visible à l'œil nu. Laquelle ?2. M42 n'est pas une étoile. Que peut-elle être ?
Explication scientifique
Rigel et Bételgeuse n'apparaissent pas de la même couleur car elles ont une température différente. M42 est une nébuleuse, la plus visible dans le ciel. C'est une zone où des étoiles se forment.
Le saviez-vous ?
- Dans la mythologie grecque, Orion est un chasseur. Les étoiles de la constellation rappellent la forme d'un homme tenant un arc.
- Sous la constellation d'Orion se trouve l'étoile Sirius, nom du chien de la déesse Artémis dont Orion était amoureux.
- Bételgeuse est 950 fois plus grande que le Soleil : si elle était à la place du Soleil, elle s'étendrait au-delà de Jupiter !
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