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Physique-Chimie 3e

Nouveau manuel de Sciences et Technologie 6e
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Mes Pages
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
Des signaux au-delà de la perception humaine
Ouverturep. 228-229
Dans quelles conditions peut-on ne plus entendre ?
Activité documentairep. 230
La lumière a-t-elle des versions infra et ultra ?
Activité documentairep. 231
Les signaux radio ont-ils des points communs avec les signaux lumineux ?
Activité documentairep. 232
Quels types de signaux utilisons-nous au XXIe siècle ?
Tâche complexep. 233
Bilan
Bilanp. 234-235
Exercices
Exercicesp. 236-242
Accompagnement personnalisé
APp. 243
La Physique-Chimie autrement
Travailler autrementp. 244-245
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Chapitre 11

La Physique-Chimie autrement

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Histoire des sciences
L'existence des infrarouges (William Herschel)

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Doc. 1
L'hypothèse d'Herschel.

Herschel s'interroge sur les transports de chaleur. On comprend aisément que la chaleur puisse passer d'un corps à un autre si ceux-ci sont en contact, ou si un fluide fait la liaison entre les deux, mais comment le Soleil nous réchauffe-t-il ? Pourquoi fait-il plus frais à l'ombre ? Herschel suppose l'existence d'un rayonnement qu'il nomme d'abord « chaleur radiante » et tente un rapprochement avec le seul rayonnement connu à l'époque : la lumière !
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Doc. 2
De l'hypothèse à la preuve expérimentale.

Herschel étudie l'influence de la lumière reçue sur la température des corps. Pour cela, il décompose un faisceau de lumière blanche à l'aide d'un prisme, puis place son thermomètre successivement dans chaque faisceau coloré obtenu. Il observe que les thermomètres indiquent une température plus élevée une fois qu'ils reçoivent de la lumière. De plus, le thermomètre situé au-delà du bord rouge du faisceau chauffe davantage. La conclusion d'Herschel est donc claire : il existe bien un rayonnement infrarouge qui porte la chaleur. Ce rayonnement est invisible puisqu'on peut sentir la chaleur d'un objet chaud même dans l'obscurité. Il fait cependant partie du rayonnement lumineux.
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Doc. 3
Influence de la couleur, donc de la longueur d'onde, sur la température.

Placeholder pour Illustration : trois thermomètres affichent des températures différentes selon la couleur de la lumière projetée, un prisme décomposant la lumière blanche.Illustration : trois thermomètres affichent des températures différentes selon la couleur de la lumière projetée, un prisme décomposant la lumière blanche.
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Questions
Les découvertes physiques s'appuient souvent sur des observations que l'on cherche à expliquer. Vers 1800, le britannique William Herschel franchit un pas marquant dans l'histoire de la physique en mettant en évidence l'existence d'un signal que nos sens ne perçoivent pas : les infrarouges !

1. Les rayons infrarouges sont nommés ainsi car leur fréquence est inférieure à celle de la lumière rouge. Sais-tu comment on appelle ceux dont la fréquence est plus élevée que celle de la lumière violette ?

2. Avant d'être nommé « infrarouge », ce rayon a aussi été appelé « rayon calorifique ». D'où peut venir cette appellation ?

3. Herschel a découvert une planète longtemps appelée « planète d'Herschel ». Sais-tu de quelle planète il s'agit ?

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Objet d'étude
1G, 2G, 3G, 4G… que désignent ces appellations ?

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Doc. 1
Une antenne relais de téléphonie mobile.

Placeholder pour <stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Une antenne relais de téléphonie mobile.<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Une antenne relais de téléphonie mobile.
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Doc. 2
De nombreuses normes successives.

Depuis les premiers téléphones portables, embarqués dans des voitures tant ils étaient encombrants, plusieurs générations de réseaux se sont succédées avec un objectif constant : un transfert de données toujours plus rapide et efficace. La première génération de réseaux est appelée GSM (General System for Mobile), puis viennent les réseaux GPRS (General Packet Radio Service) et Edge (Enhanced Data rates for GSM Evolution) qui correspondent à la 2G. En 2002, le réseau évolue vers l'UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) ou 3G, remplacée peu à peu depuis 2009 par la technologie LTE (Long Term Evolution) couramment appelée 4G.
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Questions
Nos téléphones émettent et reçoivent en permanence une quantité impressionnante d'ondes radio-électriques : Wi-fi , bluetooth, téléphonie, internet, etc. La qualité des réseaux est aujourd'hui attachée à des sigles comme G, Edge, LTE, etc. À quoi correspondent-ils ?

1. Développer un réseau de téléphonie est long et couteux. Il y a donc de fortes disparités en fonction des zones géographiques. À ton avis, comment sont établies les priorités de développement ?
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La Physique-Chimie au quotidien
Esprit scientifique

Mesure les limites de ton audition et de celle de tes proches !

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Matériel

  • Un smartphone connecté.
  • Une application permettant de générer des sons de fréquences différentes.
  • Un adulte.
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Explication scientifique

La fréquence d'un son correspond à son caractère aigu ou grave. Notre récepteur, l'oreille, entend en moyenne les sons dont la fréquence est comprise entre 20 et 20 000 Hz.
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Le saviez-vous ?

  • Le caractère aigu ou grave du son dépend de sa fréquence.
  • Certaines personnes, notamment plus âgées, entendent moins bien les bruits les plus aigus.
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Questions

Étapes de la fabrication :

Recherche et installe une application adaptée à partir des mots clés « générateur » et « fréquence sonore ». Avec un adulte, diminue ou augmente le plus possible la valeur de la fréquence du son émis et estime quelle plage de fréquence lui et toi pouvez entendre.

Des questions à se poser :

1. Comment perçois-tu les changements de fréquence du son ?

2. Quand il n'y a plus de son aigu audible, est-ce dû à l'émetteur ou au récepteur ?

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