Actions mécaniques, modélisation par une force.
Effets d’une force sur le mouvement d’un corps : modification de la vitesse, modification de la trajectoire. Rôle de la masse du corps.
Principe d’inertie.
Savoir qu’une force s’exerçant sur un corps modifie la valeur de sa vitesse et/ou la direction de son mouvement et que cette modification dépend de la masse du corps.
Utiliser le principe d’inertie pour interpréter des mouvements simples en termes de forces.
Réaliser et exploiter des enregistrements vidéo pour analyser des mouvements.
ANIMATION : Trois exemple illustrant le principe d'inertie : un bloc de glace sur un camion au démarrage, un bloc de glace sur un bus au freinage et une balle lâchée par un cycliste. Idéal pour demander aux élèves de faire des prédictions.
ANIMATION : Jeu de l'inertie : un jeu où il faut, le plus vite possible, passer au dessus de quatre balises pour les désactiver. Pour contrôler la trajectoire du vaisseau, il faut comprendre l'effet d'une force sur le mouvement.
Solution : solvant, soluté, dissolution d’une espèce moléculaire ou ionique.
Concentrations massique et molaire d’une espèce en solution non saturée.
La quantité de matière. Son unité : la mole.
Constante d’Avogadro, NA.
Masses molaires atomique et moléculaire : M (g.mol-1).
Dilution d’une solution.
Savoir qu’une solution peut contenir des molécules ou des ions.
Savoir que la concentration d'une solution en espèce dissoute peut s'exprimer en g.L-1 ou en mol.L-1.
Connaître et exploiter l’expression de la concentration massique ou molaire d’une espèce moléculaire ou ionique dissoute.
Calculer une masse molaire moléculaire à partir des masses molaires atomiques.
Déterminer une quantité de matière connaissant la masse d’un solide.
Prélever une quantité de matière d'une espèce chimique donnée.
Préparer une solution de concentration donnée par dissolution ou par dilution.
Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d’une espèce (échelle de teintes, méthode par comparaison).
ANIMATION : Revoir en image le protocole de dissolution d'un soluté
ANIMATION : Revoir en image le protocole de dilution d'un solution mère
Système chimique. Réaction chimique. Écriture symbolique de la réaction chimique : équation de la réaction chimique.
Décrire un système chimique et son évolution.
Écrire l’équation de la réaction chimique avec les nombres stœchiométriques corrects. Exemple d’une combustion.
Pratiquer une démarche expérimentale pour mettre en évidence l’effet thermique d’une transformation chimique ou physique.
QUIZZ : Equilibrer des équations chimiques sans ions
QUIZZ : Equilibrer des équations chimiques avec ions
Pression d’un gaz, pression dans un liquide.
Force pressante exercée sur une surface, perpendiculairement à cette surface.
Pression dans un liquide au repos, influence de la profondeur.
Savoir que dans les liquides et dans les gaz la matière est constituée de molécules en mouvement.
Utiliser la relation P = F/S, F étant la force pressante exercée sur une surface S, perpendiculairement à cette surface.
Savoir que la différence de pression entre deux points d’un liquide dépend de la différence de profondeur.
Savoir que la quantité maximale de gaz dissous dans un volume donné de liquide augmente avec la pression.
Savoir que, à pression et température données, un nombre donné de molécules occupe un volume indépendant de la nature du gaz.
Pratiquer une démarche expérimentale pour établir un modèle à partir d’une série de mesures.
ANIMATION : Pression et température d'un gaz : animation qui montre que la pression d'un gaz augmente avec la température (4 mesures possibles). On visualise les molécules du gaz à l'échelle microscopique, ce qui permet de faire le lien entre la température macroscopique et la vitesse des molécules. Une bonne occasion d'introduction l'échelle Kelvin. Un qcm est proposé à la fin.
ANIMATION : Pression et température d'un gaz : animation qui permet de contrôler l'état d'un gaz dans une enceinte. Possibilité d'ajouter des molécules, d'en faire sortir, de refroidir, de chauffer, de changer le volume de l'enceinte...
ANIMATION : Etats de la matière : animation qui permet de visualiser au niveau microscopique les changements d'états d'une espèce chimique. Possibilité de changer la température et la pression.
Matériaux naturels et synthétiques.
Molécules simples ou complexes : structures et groupes caractéristiques.
Formules et modèles moléculaires.
Formules développées et semi-développées.
Savoir que certains matériaux proviennent de la nature et d'autres de la chimie de synthèse.
Repérer la présence d'un groupe caractéristique dans une formule développée.
Représenter des formules développées et semi-développées correspondant à des modèles moléculaires.
Savoir qu’à une formule brute peuvent correspondre plusieurs formules semi-développées.
Utiliser des modèles moléculaires et des logiciels de représentation.
Extraction, séparation et identification d’espèces chimiques.
Aspect historique et techniques expérimentales.
Caractéristiques physiques d'une espèce chimique : aspect, température de fusion, température d’ébullition, solubilité, densité, masse volumique.
Chromatographie sur couche mince.
Interpréter les informations provenant d’étiquettes et de divers documents.
Élaborer ou mettre en œuvre un protocole d’extraction à partir d’informations sur les propriétés physiques des espèces chimiques recherchées.
Utiliser une ampoule à décanter, un dispositif de filtration, un appareil de chauffage dans les conditions de sécurité.
Réaliser et interpréter une chromatographie sur couche mince (mélanges colorés et incolores).
Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d’une espèce (échelle de teintes, méthode par comparaison).
L'UNIVERS
Description de l’Univers : l’atome, la Terre, le système solaire, la Galaxie, les autres galaxies, exoplanètes et systèmes planétaires extrasolaires.
Propagation rectiligne de la lumière.
Vitesse de la lumière dans le vide et dans l’air.
L’année de lumière.
Savoir que le remplissage de l’espace par la matière est essentiellement lacunaire, aussi bien au niveau de l’atome qu’à l’échelle cosmique.
Connaître la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide (ou dans l’air).
Connaître la définition de l’année de lumière et son intérêt.
Expliquer l’expression : « voir loin, c’est voir dans le passé ».
Utiliser les puissances de 10 dans l’évaluation des ordres de grandeur.
PHOTOS : Hubble Heritage Image Gallery : site avec de superbes photos de Hubble, à voir absolument ! Parfait pour créer un diaporama.
PHOTOS : De l'infiniment grand à l'infiniment petit : ce site propose une balade des quarks jusqu'aux galaxies. On change de puissance de 10 en un clic (on peut aussi utiliser le mode autoplay).
Les spectres d’émission et d’absorption : spectres continus d’origine thermique, spectres de raies.
Raies d’émission ou d’absorption d’un atome ou d’un ion.
Caractérisation d’une radiation par sa longueur d’onde.
Savoir qu’un corps chaud émet un rayonnement continu, dont les propriétés dépendent de la température.
Repérer, par sa longueur d’onde dans un spectre d’émission ou d’absorption une radiation caractéristique d’une entité chimique.
Utiliser un système dispersif pour visualiser des spectres d’émission et d’absorption et comparer ces spectres à celui de la lumière blanche.
Savoir que la longueur d’onde caractérise dans l’air et dans le vide une radiation monochromatique.
Interpréter le spectre de la lumière émise par une étoile : température de surface et entités chimiques présentes dans l’atmosphère de l’étoile.
Connaître la composition chimique du Soleil.
Dispersion de la lumière blanche par un prisme.
Réfraction. Lois de Snell-Descartes.
Pratiquer une démarche expérimentale pour établir un modèle à partir d’une série de mesures et pour déterminer l’indice de réfraction d’un milieu.
Interpréter qualitativement la dispersion de la lumière blanche par un prisme.
ANIMATION : Loi de Snell-Descartes : animation qui permet d'étudier de façon quantitative le phénomène de réfraction. Possibilité d'afficher un rapporteur et le graphe sin(i2) en fonction de sin(i1).
cliquer sur les images ci-dessous pour ouvrir chacun.
ANIMATION : Explication de l'arc-en-ciel : animation Edumedia payante mais pouvant être visualisée tout de même. Explication du phénomène de l'arc-en-ciel par la réfraction de la lumière du Soleil dans les gouttes d'eau.
Un modèle de l’atome. Noyau (protons et neutrons), électrons.
Nombre de charges et numéro atomique Z. Nombre de nucléons A.
Charge électrique élémentaire, charges des constituants de l’atome. Électroneutralité de l’atome.
Masse des constituants de l’atome ; masse approchée d’un atome et de son noyau.
Dimension : ordre de grandeur du rapport des dimensions respectives de l’atome et de son noyau.
Connaître la constitution d’un atome et de son noyau.
Connaître et utiliser le symbole AZX.
Savoir que l’atome est électriquement neutre.
Connaître le symbole de quelques éléments.
Savoir que la masse de l’atome est pratiquement égale à celle de son noyau.
au niveau atomique de l'expérience cruciale de Rutherford.
Éléments chimiques.
Isotopes, ions monoatomiques.
Caractérisation de l’élément par son numéro atomique et son symbole 
.
Répartition des électrons en différentes couches, appelées K, L, M.
Répartition des électrons pour les éléments de numéro atomique compris entre 1 et 18.
Les règles du « duet » et de l’octet.
Application aux ions monoatomiques usuels.
Classification périodique des éléments.
Démarche de Mendeleïev pour établir sa classification.
Critères actuels de la classification : numéro atomique et nombre d'électrons de la couche externe.
Savoir que le numéro atomique caractérise l’élément.
Mettre en œuvre un protocole pour identifier des ions.
Pratiquer une démarche expérimentale pour vérifier la conservation des éléments au cours d’une réaction chimique.
Dénombrer les électrons de la couche externe.
Connaître et appliquer les règles du « duet » et de l’octet pour rendre compte des charges des ions monoatomiques usuels.
Utiliser la classification périodique pour retrouver la charge des ions monoatomiques.
.
ANIMATION : Identification des ions : possibilité de s'entraîner aux tests des ions dans un labo virtuel. A tout moment il y a une aide disponible en survolant le point d'interrogation.
Relativité du mouvement.
Référentiel. Trajectoire.
Comprendre que la nature du mouvement observé dépend du référentiel choisi.
ANIMATION : Envoyer une sonde sur Mars depuis la Terre : cette animation présente Mars et la Terre dans le référentiel héliocentrique. Elle permet de suivre le mouvement de la planète Mars par rapport à la Terre. On voit également que la sonde profite de la vitesse de la Terre au moment du lancer. Cette animation permet de visualiser le mouvement rétrograde de Mars.
La gravitation universelle.
L’interaction gravitationnelle entre deux corps.
La pesanteur terrestre.
Calculer la force d’attraction gravitationnelle qui s’exerce entre deux corps à répartition sphérique de masse.
Savoir que la pesanteur terrestre résulte de l’attraction terrestre.
Comparer le poids d’un même corps sur la Terre et sur la Lune.
permet à l'élève de faire rapidement le point sur la loi de la gravitation universelle.
Actions mécaniques, modélisation par une force.
Effets d’une force sur le mouvement d’un corps : modification de la vitesse, modification de la trajectoire.
Rôle de la masse du corps.
Principe d’inertie.
Observation de la Terre et des planètes.
Savoir qu’une force s’exerçant sur un corps modifie la valeur de sa vitesse et/ou la direction de son mouvement et que cette modification dépend de la masse du corps.
Utiliser le principe d’inertie pour interpréter des mouvements simples en termes de forces.
Mettre en œuvre une démarche d’expérimentation utilisant des techniques d’enregistrement pour comprendre la nature des mouvements observés dans le système solaire.
Analyser des documents scientifiques portant sur l’observation du système solaire.
ANIMATION : Jeu "Maîtriser la gravité" : L'ESA propose ici un jeu où il faut piloter un vaisseau pour le déplacer d'un côté à l'autre d'une planète. Excellent pour comprendre l'effet de la pesanteur sur un vaisseau et l'action d'une force sur son mouvement.
ANIMATION : Comment changer l'orbite d'un satellite ? : animation où il faut amener un satellite d'une orbite basse à une orbite haute en donnant une impulsion paramétrable. Destiné aux élèves les plus curieux ou au professeur qui souhaite illustrer son cours avec un exemple un peu difficile. 
