Carnets  de  science

 

La physique et la chimie au lycée


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Dimensions et unités

Physique et mathématiques

Travaux pratiques

Alphabet grec


Sommaire

Mécanique
01. Cinématique
02. Dynamique
03. Énergétique
04. Oscillations
05. Relativité restreinte

Interactions fondamentales
06. Gravitation
07. Électrostatique
08. Électrodynamique
09. Radioactivité
10. Réactions nucléaires

Ondes et rayonnements
11. Ondes
12. Optique géométrique
13. Lentilles minces
14. Optique ondulatoire
15. Rayonnements
16. Signaux

Thermodynamique
17. Pression et gaz parfaits
18. Tranferts thermiques
19. Chaleurs de réaction

Chimie générale
20. Grandeurs intensives
21. Éléments chimiques
22. Réaction chimique
23. Acides-Bases
24. Oxydoréduction
25. Cinétique chimique

Chimie organique
26. Nomenclature
27. Groupes fonctionnels
28. Mécanismes réactionnels
29. Extraction et synthèse
30. Analyse spectrale


Programmes

Exercices

Formulaire

Épreuves du baccalauréat

Annales


  Le système du monde  

  Le Panthéon de la tour Eiffel  

Carnet de bac

Programmes



  Constitution et transformations de la matière  
1. Constitution de la matière de l’échelle macroscopique à l’échelle microscopique
A) Description et caractérisation de la matière à l’échelle macroscopique
  • Corps purs et mélanges au quotidien.
  • Espèce chimique, corps pur, mélanges d’espèces chimiques, mélanges homogènes et hétérogènes.
    Identification d’espèces chimiques dans un échantillon de matière par des mesures physiques ou des tests chimiques.
    Composition massique d’un mélange.
    Composition volumique de l’air.
29. Extraction et synthèse
  • Les solutions aqueuses, un exemple de mélange.
  • Solvant, soluté.
    Concentration en masse, concentration maximale d’un soluté.
    Dosage par étalonnage.
22. Réaction chimique
B) Modélisation de la matière à l’échelle microscopique
  • Du macroscopique au microscopique, de l’espèce chimique à l’entité.
  • Espèces moléculaires, espèces ioniques, électroneutralité de la matière au niveau macroscopique.
    Entités chimiques : molécules, atomes, ions.
21. Eléments chimiques
  • Le noyau de l’atome, siège de sa masse et de son identité.
  • Numéro atomique, nombre de masse, écriture conventionnelle : AZX ou AX.
    Élément chimique.
    Masse et charge électrique d’un électron, d’un proton et d’un neutron, charge électrique élémentaire, neutralité de l’atome.
21. Eléments chimiques
  • Le cortège électronique de l’atome définit ses propriétés chimiques.
  • Configuration électronique (1s, 2s, 2p, 3s, 3p) d’un atome à l’état fondamental et position dans le tableau périodique (blocs s et p).
    Électrons de valence.
    Familles chimiques.
21. Eléments chimiques
  • Vers des entités plus stables chimiquement.
  • Stabilité chimique des gaz nobles et configurations électroniques associées.
    Ions monoatomiques.
    Molécules.
    Modèle de Lewis de la liaison de valence, schéma de Lewis, doublets liants et non-liants.
21. Eléments chimiques
  • Approche de l’énergie de liaison
19. Chaleur de réaction
  • Compter les entités dans un échantillon de matière.
  • Nombre d’entités dans un échantillon.
    Définition de la mole.
    Quantité de matière dans un échantillon
20. Grandeurs intensives
2. Modélisation des transformations de la matière et transfert d’énergie
A) Transformation physique
  • Écriture symbolique d’un changement d’état.
  • Modélisation microscopique d’un changement d’état.
  • Transformations physiques endothermiques et exothermiques.
  • Énergie de changement d’état et applications.
19. Chaleurs de réaction
B) Transformation chimique
  • Modélisation macroscopique d’une transformation par une réaction chimique.
  • Écriture symbolique d’une réaction chimique.
  • Notion d’espèce spectatrice.
  • Stœchiométrie, réactif limitant.
  • Transformations chimiques endothermiques et exothermiques.
  • Synthèse d’une espèce chimique présente dans la nature.
22. Réaction chimique
C) Transformation nucléaire
  • Isotopes.
  • Écriture symbolique d’une réaction nucléaire.
  • Aspects énergétiques des transformations nucléaires : Soleil, centrales nucléaires.
10. Réactions nucléaires
  Mouvement et interactions 
1. Décrire un mouvement
  • Système.
  • Échelles caractéristiques d’un système.
  • Référentiel et relativité du mouvement.
  • Description du mouvement d’un système par celui d’un point. Position. Trajectoire d’un point.
  • Vecteur déplacement d’un point.
  • Vecteur vitesse moyenne d'un point.
  • Vecteur vitesse d’un point.
  • Mouvement rectiligne.
1. Cinématique
2. Modéliser une action sur un système
  • Modélisation d’une action par une force.
  • Principe des actions réciproques (troisième loi de Newton).
  • Exploiter le principe des actions réciproques.
  • Caractéristiques d’une force.
  • Exemples de forces : force d’interaction gravitationnelle ; poids ; force exercée par un support et par un fil.
2. Dynamique
3. Principe d'inertie
  • Modèle du point matériel.
  • Principe d’inertie.
  • Cas de situations d'immobilité et de mouvements rectilignes uniformes.
  • Cas de la chute libre à une dimension.
2. Dynamique
  Ondes et signaux  
1. Émission et perception d’un son
  • Émission et propagation d'un signal sonore
  • Vitesse de propagation d’un signal sonore.
  • Signal sonore périodique, fréquence et période. Relation entre période et fréquence.
  • Perception du son : lien entre fréquence et hauteur ; lien entre forme du signal et timbre ; lien qualitatif entre amplitude, intensité sonore et niveau d’intensité sonore.
    Échelle de niveaux d’intensité sonore.
11. Ondes
2. Vision et image
  • Propagation rectiligne de la lumière.
  • Vitesse de propagation de la lumière dans le vide ou dans l’air
  • Lumière blanche, lumière colorée. Spectres d’émission : spectres continus d’origine thermique, spectres de raies.
  • Longueur d’onde dans le vide ou dans l’air.
  • Lois de Snell-Descartes pour la réflexion et la réfraction. Indice optique d’un milieu matériel.
  • Dispersion de la lumière blanche par un prisme ou un réseau.
12. Optique géométrique
  • Lentilles, modèle de la lentille mince convergente : foyers, distance focale.
  • Image réelle d’un objet réel à travers une lentille mince convergente.
  • Grandissement.
  • L’œil, modèle de l’œil réduit
13. Lentilles minces
3. Signaux et capteurs
  • Loi des nœuds. Loi des mailles.
  • Caractéristique tension-courant d’un dipôle.
  • Résistance et systèmes à comportement de type ohmique. Loi d’Ohm.
  • Capteurs électriques.
8. Electrodynamique
  Constitution et transformations de la matière  
1. Suivi de l’évolution d’un système, siège d’une transformation
A) Détermination de la composition du système initial à l’aide de grandeurs physiques
  • Relation entre masse molaire d’une espèce, masse des entités et constante d’Avogadro.
  • Masse molaire atomique d’un élément.
  • Volume molaire d’un gaz.
  • Concentration en quantité de matière.
20. Grandeurs intensives
  • Absorbance, spectre d’absorption, couleur d’une espèce en solution, loi de Beer-Lambert.
30. Analyse spectrale
B) Suivi et modélisation de l’évolution d’un système chimique
  • Transformation modélisée par une réaction d’oxydo-réduction : oxydant, réducteur, couple oxydant-réducteur, demi-équation électronique.
24. Oxydoréduction
  • Évolution des quantités de matière lors d’une transformation.
  • État initial, notion d’avancement (mol), tableau d’avancement, état final.
  • Avancement final, avancement maximal.
  • Transformations totale et non totale.
  • Mélanges stoechiométriques.
22. Réaction chimique
C) Détermination d’une quantité de matière grâce à une transformation chimique
  • Titrage avec suivi colorimétrique.
  • Réaction d’oxydo-réduction support du titrage ; changement de réactif limitant au cours du titrage.
  • Définition et repérage de l’équivalence.
22. Réaction chimique
2. De la structure des entités aux propriétés physiques de la matière
A) De la structure à la polarité d’une entité
  • Schéma de Lewis d’une molécule, d’un ion mono ou polyatomique.
  • Lacune électronique.
  • Géométrie des entités.
26. Nomenclature
B) Transformation chimique
  • Modélisation macroscopique d’une transformation par une réaction chimique.
  • Écriture symbolique d’une réaction chimique.
  • Notion d’espèce spectatrice.
  • Stœchiométrie, réactif limitant.
  • Transformations chimiques endothermiques et exothermiques.
  • Synthèse d’une espèce chimique présente dans la nature.
  • Électronégativité des atomes, évolution dans le tableau périodique.
  • Polarisation d’une liaison covalente, polarité d’une entité moléculaire.
21. Éléments chimiques
B) De la structure des entités à la cohésion et à la solubilité/miscibilité d’espèces chimiques
  • Cohésion dans un solide.
  • Modélisation par des interactions entre ions, entre entités polaires, entre entités apolaires et/ou par pont hydrogène.
  • Dissolution des solides ioniques dans l’eau. Équation de réaction de dissolution.
21. Éléments chimiques
  • Extraction par un solvant.
  • Solubilité dans un solvant.
  • Miscibilité de deux liquides.
  • Hydrophilie/lipophilie/amphiphilie d’une espèce chimique organique.
29. Extraction et synthèse
3. Propriétés physico-chimiques, synthèses et combustions d’espèces chimiques organiques
A) Structure des entités organiques
  • Formules brutes et semi-développées.
  • Squelettes carbonés saturés, groupes caractéristiques et familles fonctionnelles.
  • Lien entre le nom et la formule semi-développée.
  • Identification des groupes caractéristiques par spectroscopie infrarouge.
B) Synthèses d’espèces chimiques organiques
  • Étapes d’un protocole.
  • Rendement d’une synthèse.
C) Conversion de l’énergie stockée dans la matière organique
  • Combustibles organiques usuels.
  • Modélisation d’une combustion par une réaction d’oxydo-réduction.
  • Énergie molaire de réaction, pouvoir calorifique massique, énergie libérée lors d’une combustion.
  • Interprétation microscopique en phase gazeuse : modification des structures moléculaires, énergie de liaison.
  • Combustions et enjeux de société.
  Mouvement et interactions  
1. Interactions fondamentales et introduction à la notion de champ
  • Charge électrique, interaction électrostatique, influence électrostatique.
  • Loi de Coulomb.
  • Force de gravitation et champ de gravitation.
  • Force électrostatique et champ électrostatique.
2. Description d’un fluide au repos
  • Échelles de description. Grandeurs macroscopiques de description d’un fluide au repos : masse volumique, pression, température.
  • Modèle de comportement d’un gaz : loi de Mariotte.
  • Actions exercées par un fluide sur une surface : forces pressantes.
  • Loi fondamentale de la statique des fluides.
3. Mouvement d’un système
  • Vecteur variation de vitesse.
  • Lien entre la variation du vecteur vitesse d’un système modélisé par un point matériel entre deux instants voisins et la somme des forces appliquées sur celui-ci. Rôle de la masse.
  L’énergie : conversions et transferts 
1. Aspects énergétiques des phénomènes électriques
  • Porteur de charge électrique. Lien entre intensité d’un courant continu et débit de charges.
  • Modèle d’une source réelle de tension continue comme association en série d’une source idéale de tension continue et d’une résistance.
  • Puissance et énergie. Bilan de puissance dans un circuit. Effet Joule. Cas des dipôles ohmiques.
  • Rendement d’un convertisseur
2. Aspects énergétiques des phénomènes mécaniques
  • Énergie cinétique d’un système modélisé par un point matériel.
  • Travail d’une force. Expression du travail dans le cas d'une force constante.
  • Théorème de l’énergie cinétique.
  • Forces conservatives. Énergie potentielle. Cas du champ de pesanteur terrestre.
  • Forces non-conservatives : exemple des frottements.
  • Énergie mécanique. Conservation et non conservation de l’énergie mécanique.
  • Gain ou dissipation d’énergie.
  Ondes et signaux 
1. Ondes mécaniques
  • Onde mécanique progressive. Grandeurs physiques associées.
  • Célérité d’une onde. Retard.
  • Ondes mécaniques périodiques. Ondes sinusoïdales.
  • Période. Longueur d'onde.
  • Relation entre période, longueur d’onde et célérité.
2. La lumière : images et couleurs, modèles ondulatoire et particulaire
A) Images et couleurs
  • Relation de conjugaison d’une lentille mince convergente.
  • Grandissement.
  • Image réelle, image virtuelle, image droite, image renversée.
  • Couleur blanche, couleurs complémentaires.
  • Couleur des objets. Synthèse additive, synthèse soustractive. Absorption, diffusion, transmission.
  • Vision des couleurs et trichromie
B) Modèles ondulatoire et particulaire de la lumière
  • Domaines des ondes électromagnétiques.
  • Relation entre longueur d’onde, célérité de la lumière et fréquence.
  • Le photon. Énergie d’un photon.
  • Description qualitative de l’interaction lumière-matière : absorption et émission.
  • Quantification des niveaux d’énergie des atomes.
  Constitution et transformations de la matière  
1. Déterminer la composition d’un système par des méthodes physiques et chimiques
A) Modéliser des transformations acide-base par des transferts d’ion hydrogène H+
  • Transformation modélisée par des transferts d’ion hydrogène H+ : acide et base de Brönsted, couple acide-base, réaction acide-base.
  • Couples acide-base de l’eau, de l’acide carbonique, d’acides carboxyliques, d’amines.
  • Espèce amphotère.
B) Analyser un système chimique par des méthodes physiques
  • pH et relation pH = - log ([H3O+] / c°) avec c° = 1 mol·L-1 , concentration standard.
  • Absorbance ; loi de Beer-Lambert
  • Conductance, conductivité ; loi de Kohlrausch
  • Spectroscopie infrarouge et UV-visible. Identification de groupes caractéristiques et d’espèces chimiques.
C) Analyser un système par des méthodes chimiques
  • Titre massique et densité d’une solution.
  • Titrage avec suivi pH-métrique.
  • Titrage avec suivi conductimétrique.
2. Modéliser l’évolution temporelle d’un système, siège d’une transformation
A) Suivre et modéliser l’évolution temporelle d’un système siège d’une transformation chimique
  • Suivi temporel et modélisation macroscopique. Transformations lentes et rapides.
  • Facteurs cinétiques : température, concentration des réactifs.
  • Catalyse, catalyseur.
  • Vitesse volumique de disparition d’un réactif et d’apparition d’un produit.
  • Temps de demi-réaction
  • Loi de vitesse d’ordre 1.
  • Modélisation microscopique
  • Mécanisme réactionnel : acte élémentaire, intermédiaire réactionnel, formalisme de la flèche courbe.
  • Modification du mécanisme par ajout d’un catalyseur. Interprétation microscopique de l’influence des facteurs cinétiques.
B) Modéliser l’évolution temporelle d’un système, siège d’une transformation nucléaire>
  • Décroissance radioactive
  • Stabilité et instabilité des noyaux : diagramme (N,Z), radioactivité α et β, équation d’une réaction nucléaire, lois de conservation.
  • Radioactivité γ
  • Évolution temporelle d’une population de noyaux radioactifs ; constante radioactive ; loi de décroissance radioactive ; temps de demi-vie ; activité.
  • Radioactivité naturelle ; applications à la datation.
  • Applications dans le domaine médical ; protection contre les rayonnements ionisants.
3. Prévoir l’état final d’un système, siège d’une transformation chimique
A) Prévoir le sens de l’évolution spontanée d’un système chimique
  • État final d’un système siège d’une transformation non totale : état d’équilibre chimique. Modèle de l’équilibre dynamique.
  • Quotient de réaction Qr.
  • Système à l’équilibre chimique : constante d’équilibre K(T).
  • Critère d’évolution spontanée d’un système hors équilibre chimique.
  • Transformation spontanée modélisée par une réaction d’oxydo-réduction.
  • Pile, demi-piles, pont salin ou membrane, tension à vide. Fonctionnement d’une pile ; réactions électrochimiques aux électrodes. Usure d’une pile, capacité électrique d’une pile.
  • Oxydants et réducteurs usuels.
B) Comparer la force des acides et des bases
  • Constante d’acidité KA d’un couple acide-base, produit ionique de l’eau Ke.
  • Réaction d’un acide ou d’une base avec l’eau, cas limite des acides forts et des bases fortes dans l’eau.
  • Solutions courantes d’acides et de bases.
  • Diagrammes de prédominance et de distribution d’un couple acidebase ; espèce prédominante, cas des indicateurs colorés et des acides alpha-aminés.
  • Solution tampon.
C) Forcer le sens d’évolution d’un système
  • Passage forcé d’un courant pour réaliser une transformation chimique. Constitution et fonctionnement d’un électrolyseur.
  • Stockage et conversion d’énergie chimique.
4. Élaborer des stratégies en synthèse organique
  • Structure et propriétés
  • Formule topologique. Familles fonctionnelles : esters, amines, amides et halogénoalcanes. Squelettes carbonés insaturés, cycliques.
  • Isomérie de constitution.
  • Polymères.
  • Optimisation d’une étape de synthèse.
  • Optimisation de la vitesse de formation d’un produit et du rendement d’une synthèse.
  • Stratégie de synthèse multi-étapes
  • Modification de groupe caractéristique, modification de chaîne carbonée, polymérisation.
  • Protection / déprotection
  • Synthèses écoresponsables.
  Mouvement et interactions  
1. Décrire un mouvement
  • Vecteurs position, vitesse et accélération d’un point.
  • Coordonnées des vecteurs vitesse et accélération dans le repère de Frenet pour un mouvement circulaire.
  • Mouvement rectiligne uniformément accéléré.
  • Mouvement circulaire uniforme.
2. Relier les actions appliquées à un système à son mouvementt
  • Deuxième loi de Newton
  • Centre de masse d’un système.
  • Référentiel galiléen.
  • Deuxième loi de Newton.
  • Équilibre d'un système.
  • Mouvement dans un champ uniforme
  • Mouvement dans un champ de pesanteur uniforme.
  • Champ électrique créé par un condensateur plan. Mouvement d’une particule chargée dans un champ électrique uniforme.
  • Principe de l’accélérateur linéaire de particules chargées.
  • Aspects énergétiques.
  • Mouvement dans un champ de gravitation
  • Mouvement des satellites et des planètes. Orbite.
  • Lois de Kepler.
  • Période de révolution.
  • Satellite géostationnaire.
3. Modéliser l’écoulement d’un fluide
  • Poussée d’Archimède.
  • Écoulement d’un fluide en régime permanent.
  • Débit volumique d’un fluide incompressible. Relation de Bernoulli. Effet Venturi.
 L’énergie : conversions et transferts  
1. Décrire un système thermodynamique : exemple du modèle du gaz parfait
  • Modèle du gaz parfait. Masse volumique, température thermodynamique, pression.
  • Équation d’état du gaz parfait.
2. Effectuer des bilans d’énergie sur un système : le premier principe de la thermodynamique
  • Énergie interne d’un système. Aspects microscopiques.
  • Premier principe de la thermodynamique. Transfert thermique, travail.
  • Capacité thermique d’un système incompressible. Énergie interne d’un système incompressible.
  • Modes de transfert thermique. Flux thermique. Résistance thermique.
  • Bilan thermique du système Terre-atmosphère. Effet de serre.
  • Loi phénoménologique de Newton, modélisation de l’évolution de la température d’un système au contact d’un thermostat.
 L’énergie : conversions et transferts  
1. Caractériser les phénomènes ondulatoires
  • Intensité sonore, intensité sonore de référence, niveau d’intensité sonore. Atténuation (en dB).
  • Diffraction d’une onde par une ouverture : conditions d'observation et caractéristiques. Angle caractéristique de diffraction.
  • Interférences de deux ondes, conditions d'observation. Interférences constructives, Interférences destructives.
  • Interférences de deux ondes lumineuses, différence de chemin optique, conditions d’interférences constructives ou destructives.
  • Effet Doppler. Décalage Doppler.
2. Former des images, décrire la lumière par un flux de photons
A) Former des images
  • Modèle optique d'une lunette astronomique avec objectif et oculaire convergents.
  • Grossissement.
B) Décrire la lumière par un flux de photons
  • Le photon : énergie, vitesse, masse. Effet photoélectrique. Travail d’extraction.
  • Absorption et émission de photons.
  • Enjeux énergétiques : rendement d’une cellule photovoltaïque.
3. Étudier la dynamique d’un système électrique
  • Intensité d’un courant électrique en régime variable.
  • Comportement capacitif.
  • Modèle du condensateur. Relation entre charge et tension ; capacité d’un condensateur
  • Modèle du circuit RC série : charge d’un condensateur par une source idéale de tension, décharge d’un condensateur, temps caractéristique
  • Capteurs capacitifs.

Base de données

NIST : Constantes fondamentales

BIPM : Bureau international des poids et mesures

INRS : Institut national de recherche et de sécurité  

Académie des sciences

Udppc : Union des physiciens

Bup : Bulletin de l'union des physiciens

CNRS : Centre national de la recherche scientifique

Sfp : Société française de physique 

Sciences à l'école

Baccalauréat

Olympiades de physique 

Olympiades de chimie

Concours général des lycées et des métiers

CGU

Vacances scolaires

Toussaint
2020
Noël
2020
Zone Hiver
2021
Pâques
2021
17 · 10

02 · 11
19 · 12

04 · 01
A
06 · 02
22 · 02
10 · 04
26 · 04
B
20 · 02
08 · 03
24 · 04
10 · 05
C
13 · 02
01 · 03
17 · 04
03 · 05
A : Besançon, Bordeaux, Clermont-Ferrand, Dijon, Grenoble, Limoges, Lyon, Poitiers
B : Aix-Marseille, Amiens, Caen, Lille, Nancy-Metz, Nantes, Nice, Orléans-Tours, Reims, Rennes, Rouen, Strasbourg
C : Créteil, Montpellier, Paris, Toulouse, Versailles