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Enseignement scientifique

Presenting My

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Thème 2

Thème 1 « une longue histoire de la matière »

Chapitre 1 « Un niveau d’organisation : les éléments chimiques » PC

Chapitre 2 « Des édifices ordonnés : les cristaux » SVT


Chapitre 3 « Une structure complexe : la cellule vivante » SVT

Thème 2 « Le soleil, notre source d’énergie »

Chapitres 4 « Le rayonnement solaire » PC

Chapitre 5 « Le bilan radiatif terrestre » PC

Chapitre 6 « La conversion de l’énergie par photosynthèse » SVT

Chapitre 7 « Bilan thermique du corps humain » SVT

Thème 3 « La Terre, un astre singulier »

Chapitre 10 « La Terre dans l’Univers » PC

Chapitre 8 « La forme de la Terre » SVT

Chapitre 9 « L’histoire de l’âge de la Terre » SVT


Thème 4 « Son et musique, porteurs d’information »

Chapitres 11 « Le son, un phénomène vibratoire » PC

Chapitre 12 « La musique ou l’art de faire entendre les nombres » PC

Chapitre 13 « Le son, une information à coder » PC

Chapitre 14 « Entendre la musique » SVT

La Science

Connaissances

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Une démarche d'enquête

Evaluer la force d'une preuve

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Avoir un esprit critique

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La science est une démarche intellectuelle d'enquête pour tenter de décrire le monde au plus près de ce qu'il est.

Avant de tenter d'expliquer pourquoi les licornes n'ont qu'une corne, il faut d'abord s'assurer que les licornes existent!

Une connaissance est un savoir établi, prouvé et considéré comme vrai jusqu'à preuve du contraire.


A ne pas confondre avec la croyance, convictions fondées sur la confiance.

Face à une affirmation, il est importance de nuancer ses opinions.

Trois systèmes

de traitement de l'information

Intituif, rapide, automatique, peu fiable

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Analytique, lent, logique, très fiable

Arbitrage qui permet de basculer du 1ier au 2ième

On achète une tasse et une cuillère pour 1,10€. La tasse coûte 1,00€ de pus que la cuillère. Combien coûte la cuillère ??

Réponse intuitive: 10 centimes


Réponse fausse!

Réponse avec analyse: 5 centimes

Réponse vraie !

Faire preuve d'esprit critique, c'est savoir:

- quand faire confiance à son système intuitif.

- quand basculer dans le système "analyse" pour augmenter nos cha,ces de ne pas se tromper.


"Douter en permanence est aussi peu efficace que ne jamais douter de rien."

Développer son esprit critique

Trier l'information

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Apprendre à questionner ses certitudes

Evaluer les preuves et les arguments

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Savoir utiliser le doute comme moteur pour guider la recherche et l'envie d'en savoir davantage.

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Notre jugement biaisé:

les réseaux sociaux et moteurs de recherche peuvent nous enfermer dans des "bulles de filtres":
- Des autofiltres d'articles qui confirment nos croyances et nos idées plûtot que celles qui leur sont opposées.

Coïncidences extraordinaires et pouvoir des grands nombres

Face à cela pensons à tous les cas où la coïncidence extaordinaire ne s'est pas produite!

exemple: un youtubeur prétend pourvoir stopper la montre de ses abonnées Des millions de spectateurs tentent l'expérience et certains le confirment : leur montre s'est arrêté.

Activité 1 : Comment les éléments chimiques sont-ils formés et comment se répartissent-ils dans l’Univers ?

Pourquoi une enseignement scientifique ?

- Pour développer son esprit critique

- Pour être un citoyen éclairé:
éviter les manipulations , prendre des décisions éclairées et responsables nécéssite un socle de connaissances scientifiques solides et un esprit rationnel, autonome et critique.

- Travailler la prestation orale

Des notions au coeur de notre quotidien:


parcourir l'histoire de la matière, de l'énergie, de la Terre et de l'information (musique).

Activité 1 : Comment les éléments chimiques sont-ils formés et comment se répartissent-ils dans l’Univers ?

Bilan : Comment les éléments chimiques sont-ils formés et comment se répartissent-ils dans l’Univers ?

Activité 2 : la radioactivité

Activité 2 : la radioactivité

1. Définir la radioactivité puis décrire le phénomène en quelques lignes.

2. La désintégration nucléaire du polonium Po produit, par émission d’un noyau d’hélium He, du plomb Pb. Combien de nucléons le noyau de plomb possède-t-il ?

1. Définir la radioactivité puis décrire le phénomène en quelques lignes.

2. La désintégration nucléaire du polonium Po produit, par émission d’un noyau d’hélium He, du plomb Pb. Combien de nucléons le noyau de plomb possède-t-il ?



La radioactivité

Un atome instable subit une réaction nucléaire appelée radioactivité: son noyau appelé noyau père se désintègre spontanément et aléatoirement en un autre noyau plus stable appelé noyau fils.

3. Quelle est l’utilisation médicale de la radioactivité dès sa découverte ? Quels risques reconnus plus tard présente-t-elle ?

A la découverte de
la radioactivité


Henri Becquerel
Pierre et Marie Curie

4. Comment Henri Becquerel a-t-il nommé les rayonnements capables de traverser certaines matières ?


5. Quels scientifiques ont également étudié la radioactivité au XIXe siècle ?


6. Comment nomment-ils les deux éléments radioactifs qu’ils découvrent ?





Marie Curie





Marie Curie

Bilan : la radioactivité

  1. D’après la réaction nucléaire donnée dans le document 1, citer 2 déchets nucléaires. En existe-t-il d’autres ?

2. Comment évolue le nombre d’éléments radioactifs présent dans un échantillon au cours du temps ?

3. Déterminer le temps de demi-vie du Strontium 94.

4. Un échantillon de matière contient un million d’atomes de Strontium 94. Combien en restera-t-il au bout de 3 demi-vies ? Vérifier graphiquement le résultat.

5. On étudie un échantillon de matière contenant du strontium

Combien de temps faudra-t-il attendre pour que 80 % des atomes de Strontium 94 se soient désintégrés ?

Le nombre d’atomes de Strontium 94 sera-t-il nul un jour ?

6. Que peut-on dire de la durée de vie de certains déchets radioactifs ?

7. Citer au moins deux difficultés auxquelles fait face l’humanité concernant le stockage des déchets radioactifs.

Thème 2 « Le soleil, notre source d’énergie »

Chapitres 4 « Le rayonnement solaire » PC

Chapitre 5 « Le bilan radiatif terrestre » PC

Chapitre 6 « La conversion de l’énergie par photosynthèse » SVT

Chapitre 7 « Bilan thermique du corps humain » SVT

Thème 2 : activité 1

Activité N°1 : Comment l’étude du spectre d’émission d'un corps permet de déterminer sa température de surface ?

Critères de réussite n°1:

- À partir du spectre thermique tracé à une température donnée, déterminer λmax.


- Appliquer la loi de Wien pour déterminer la température d’une étoile

1) Comment se nomme la réaction nucléaire qui se produit au sein du Soleil. Justifier.


2) Pourquoi cette réaction s'accompagne-t-elle d'une perte de masse ?

3) Démontrer la conclusion du doc 4 : « le Soleil « maigrit » chaque seconde d’environ quatre millions de tonnes ».

Activité N°2 : L’ensoleillement terrestre

La Terre reçoit l'essentiel de son énergie du Soleil. L'énergie du soleil arrive de manière uniforme sur Terre: on parle de puissanec radiative solaire (énergie transmise sur terre par seconde) constante.
Cette énergie reçue conditionne la température de surface de la Terre et détermine climats et saisons.

Pourquoi observe-t-on des températures différentes à l’Equateur et aux pôles ?

Comme tous les corps matériels, les étoiles et le Soleil émettent des ondes électromagnétiques et donc perdent de l’énergie par rayonnement.

Critères de réussite n°3:

 Déterminer la masse solaire transformée en énergie chaque seconde à partir de la puissance rayonnée par le Soleil.

Les climats sur Terre

Réaliser les protocoles 1 et 2

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On s’intéresse à la puissance radiative reçue sur la feuille par unité de surface : l’énergie lumineuse reçue sur la feuille par seconde par unité de surface (Tous les mètre carré).

A partir de ces 2 expériences étudier l’évolution de la puissance radiative reçue sur la feuille de papier par unité de surface en fonction de son inclinaison de la surface de la feuille en fonction des rayons du Soleil : Pour quelle inclinaison la puissance radiative sera la plus importante ? La plus petite ?


Aide :

  • Puissance radiative = concentration énergétique spatiale.
  • On s’intéressera aux aires des surfaces éclairées en fonction de l’inclinaison.
  • Plus l’aire de surface éclairée est grande plus la puissance radiative par unité de surface sera petite.

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Conclusion
On s’intéresse à la puissance radiative reçue sur Terre par unité de surface : l’énergie lumineuse solaire reçue sur Terre par seconde par unité de surface (Tous les mètre carré).

- D’après les documents, quel facteur influe sur la puissance radiative par unité de surface qui explique les différentes zones de climats sur Terre ?

- Identifier les configurations pour
lesquelles la puissance reçue par unité
de surface est maximale puis minimale
sur Terre.

Aide : Comment évoluent les aires des
surfaces éclairées sur le globe en fonction de la latitude ?

Les saisons

Montrer que l’existence des saisons sur Terre ne peut être expliquée par la variation de la distance entre notre planète et le Soleil.


D’après les documents, quel facteur influe sur la puissance radiative qui explique les différentes saisons sur l’hémisphère Nord sur Terre ?
Comparer la nature des saisons entre les hémisphères Nord et Sud à une même période de l’année.

Les Aides :
- Lorsqu’un hémisphère est incliné vers le soleil, l’aire de surface d’éclairement est plus grande : la puissance radiative est donc plus grande.
- D’après le document 4, identifier quel hémisphère est incliné vers le Soleil aux saisons : été et hiver.
- D’après le document 5, relier l’alternance des saisons sur Terre à la variation de la puissance reçue en différents points de la Terre.

- Analyser et interpréter des données de température.


- À partir d’un schéma, identifier les configurations pour lesquelles la puissance reçue est maximale ou minimale.

Critères de réussite n°2:

La puissance radiative est maximale pour la première représentation, celle où les rayons sont perpendiculaires à la surface.

1. L’inclinaison optimale est 45°.
2. Sous la latitude de 45°, les rayons du Soleil arrivent avec un angle de 45° par rapport à la surface du sol. Il faut ainsi relever les panneaux d’un même angle pour que les rayons arrivent perpendiculairement et donc offrent le meilleur rendement.

THEME 2 : LE SOLEIL NOTRE SOURCE D’ENERGIE CONCLUSION : LE BILAN RADIATIF TERRESTRE

- Commenter la courbe d’absorption de l’atmosphère terrestre en fonction de la longueur d’onde.

Critère de réussite n°1:

 - Représenter sur un schéma les différents rayonnements reçus et émis par le sol.

- En s’appuyant sur un schéma, calculer la proportion de la puissance émise par le Soleil qui atteint la Terre.

Critère de réussite n°2:

Expliquer l’influence de l’albédo et de l’effet de serre sur la température terrestre moyenne.

Critère de réussite n°3:

La puissance surface Ps diminue lorsque la distance au Soleil augmente.

Bilan radiatif

1) Expliquer pourquoi la constante solaire de Vénus est plus grande que celle de la Terre.

2) Proposer une explication au fait que la température moyenne de Vénus est très supérieure à la température de la
Terre.

Application:
montrer que la puissance reçu sur Terre est 8 fois plus grande que celle reçu sur Mars.

Thème 3 « La Terre, un astre singulier »

Chapitre 10 « La Terre dans l’Univers » PC

Chapitre 8 « La forme de la Terre » SVT

Chapitre 9 « L’histoire de l’âge de la Terre » SVT


Savoir si le Soleil tourne autour de la Terre fixe (géocentrisme) ou si la Terre tourne sur elle-même et autour du Soleil (héliocentrisme) fut longtemps l’objet de débats.


Il convient d’abord de comprendre les principales étapes de cette controverse à partir de l’observation des mouvements des astres depuis la Terre pour comprendre.

Activité 1: : LA TERRE DANS L’UNIVERS

Activité 2 : LE MOUVEMENT DE LA LUNE

Activité 3 : La forme de la Terre

Activité 3 : La forme de la Terre

1) Présenter Eratosthène .

2) Quelle observation permet de justifier
que la Terre soit ronde?

3) Réaliser la méthode d'Eratosthène ci-contre.

4) Déterminer le rayon de la Terre.



Thème 4 « Son et musique, porteurs d’information »

Chapitres 11 « Le son, un phénomène vibratoire » PC

Chapitre 12 « La musique ou l’art de faire entendre les nombres » PC

Chapitre 13 « Le son, une information à coder » PC

Chapitre 14 « Entendre la musique » SVT

Activité 1:


LE SON, PHENOMENE
VIBRATOIRE:


TP N°1 : SON PUR ET SON COMPLEXE

Activité 1:


LE SON, PHENOMENE
VIBRATOIRE:


TP N°1 : SON PUR ET SON COMPLEXE

Activité 1:


LE SON, PHENOMENE
VIBRATOIRE:


TP N°1 : SON PUR ET SON COMPLEXE

Activité 1:


LE SON, PHENOMENE
VIBRATOIRE:


TP N°1 : SON PUR ET SON COMPLEXE

Sa hauteur ?

Son timbre ?

Son niveau d'intensité

Son amplitude ?

Forme du signal ?

Fréquence du son?

Q1)

Q1) Associez à chacune des caractéristiques musicales une grandeur physique ?

Comment joue-t-on des notes différentes à l’aide des cordes d’une guitare ?

Q2)

Q2) Que fait une corde tendue quand on la pince ?

Objectifs: trouver la formule permettant de déterminer la fréquence du son émis à partir de la corde d'une guitare

Q3)

Q3) Quelles phrases du doc 3 évoquent : l’influence de la longueur de la corde, l’influence de la tension exercée sur la corde, l’influence de la corde elle-même ?

Q4)

Écoutez le son produit par chacune des cordes de la guitare (notes jouées de la corde de plus gros diamètre vers celle du plus petit diamètre). Les six cordes sont tendues de la même façon.

a) Comment évolue la hauteur du son et donc la fréquence du son ?

b)En déduire comment évolue la fréquence avec la masse linéique μ. (f et μ varient-elles dans le même sens ou en sens contraires ?)

c) En déduire deux formules de l’introduction à éliminer.

c) En déduire la formule de l’introduction à garder pour f.

Q5)

Écoutez le son produit par une corde lorsqu’on la raccourcit de plus en plus en appuyant sur les frettes.


a) Comment évolue la hauteur du son et donc la fréquence du son ?

b) En déduire comment évolue la fréquence du son avec la longueur de la corde (f et L varient-elles dans le même sens ou en sens contraires ?)

c) En déduire la formule de l’introduction à garder pour f.