Résumés de cours de Physique-Chimie Terminale S

1 R sum s de cours de Physique-ChimieTerminale CHAURANDLyc e de Chamali resAnn e scolaire 2013-2014 Table des mati res1 Ondes et particules .. 12 Caract ristiques des ondes.. 23 Propri t s des ondes .. 34 Analyse spectrale.. 55 change de proton .. 66 Contr les de qualit .. 87 Lois de Newton .. 98 Mouvements dans les champs .. 119 Cin tique et catalyse chimiques.. 1210 Repr sentation des mol cules .. 1311 Travail et nergie .. 1412 Relativit restreinte .. 1513 Transformations organiques I .. 1514 Transformations organiques II .. 1515 Strat gie de synth se et s lectivit.

2 1616 Dualit onde-particule.. 1717 Transferts d nergie.. 1818 Les enjeux nerg tiques.. 1919 D veloppement durable .. 1920 Num risation .. 1921 Transmission.. 2022 Science et soci t .. 21 Chapitre 11 Chapitre 1 Ondes et particulesRayonnementCe terme g n ral va qualifier l missionde particules, qu il s agisse de photons (consti-tuants en particulier la lumi re visible, mais aussiles ondes lectromagn tiques), de neutrinos (par-ticules de masse tr s faible et qui interagissent tr sfaiblement avec la mati re) ou de mati re or-dinaire (en particulier, des protons et des lec-trons).

3 CosmiqueOn nomme rayonnement cosmique primaire leflux de particules en provenance de l espace, ren-contrant les couches hautes de l atmosph re. Cesparticules ont pour source principale le Soleil, ethors les photons non charg s et les neutrinos demasse tr s faible, on distingue principalement desprotons et des reEn interagissant avec les atomes et mol -cules de l atmosph re, ces protons ou lectrons durayonnement cosmique primaire cr ent des r ac-tions nucl aires l origine de gerbes de toutes les particules mises, des muons, sem-blables des lectrons, mais avec une masse plus lev e, atteignent le tres de transparenceTous les photons en prove-nance du Soleil (et ventuellement d autres astres)

4 Ne se retrouvent pas au niveau du sol. Certains sontarr t s par l atmosph re. On parle de fen tre detransparence pour qualifier les bandes de fr quencepour lesquelles les ondes lectromagn tiques tra-versent l atmosph re, essentiellement dans le do-maine radio et une (petite !) bande dans le do-maine opacit de l atmosph re nous prot ge d unepartie des photons gamma, X et UV. Le champ ma-gn tique terrestre nous prot ge des particules char-g es, principalement protons et lectrons, dont unepartie plonge aux p les en mettant l occasion demagnifiques aurores bor Soleil est la source principale de rayonne-ments radio, UV, visible ou ampoule filament ou incandescence est unesource d infrarouge et de visible.

5 Les diodes laserutilis es dans les lecteurs de CD sont des metteursd infrarouge (les diodes laser des lecteurs de DVDet de Blu ray sont dans d autres longueurs d ondes).Les tubes fluorescents ou n ons mettent desUV par excitation du gaz plac entre les deux lec-trodes, UV absorb s par la couche opaque qui re-couvre le verre du tube et qui r met de la lumi revisible dans plusieurs bandes de fr onde correspond au d placement d une pertur-bation, contenant de l nergie, sans d placementnet de mati m caniqueUne onde m canique se propage dansun milieu mat riel; la perturbation associ e l onde fait intervenir un mouvement local de la ma-ti re.

6 La mati re revient sa position d origine d sque l onde s est propag e. Le son, les s ismes, lahoule sont des exemples d ondes m onde est dite transversale quand la di-rection de la perturbation est perpendiculaire ladirection de propagation. Exemples : houle, onde est dite longitudinale quand ladirection de la perturbation est parall le la di-rection de propagation. Exemples : son, ondes sis-miques (on distingue les ondes sismiques longitu-dinales des transversales).PuissanceLa puissancePen watt (W) est gale l ner-gie E en joule (J) consomm e ou dissip e par unit de temps, c est- -dire pendant la dur e ten se-conde (s) :P=E tIntensit L intensit I en watt par m tre carr (W m 2)d une onde est gale la puissance v hicul ePpar unit de surface S en m tre carr (m2) :I=PSNiveauLe niveau (oulevelen anglais), not L, exprim end cibel (symbole dB), est reli l intensit I par :L=10 log II0 I0est l intensit de r f rence, dont la valeur seratoujours donn e (en g n ral, c est l intensit mini-male que le d tecteur d ondes peut mesurer).

7 D tecteurs d ondesOn proc de par exemple : l il est un d tecteur d ondes lectromagn -tiques visibles, dans ce qui est appel le do-maine du visible (longueur d onde entre 380 et760 nm); les photodiodes sont en g n ral (trop) sensibles l IR proche, en sus du visible; l oreille est un d tecteur d ondes sonores, dansce qui est appel le domaine de l audible (de20 Hz 20 kHz) ;2 Chapitre 2 un microphone est un d tecteur d ondes so-nores, la surpression ou le d placement des mo-l cules est converti en tension lectrique ; un sismom tre a pour but de d tecter les tecteurs de particulesOn proc de par exemple : une plaque photographique argentique estun excellent d tecteur de photons et de parti-cules ionisantes ; un compteur Geiger permet aussi de d tec-ter le passage d une particule ionisante ( lec-tron, proton, particule alpha ou noyau d h -lium, ); le cosmod tecteur du CPPM de Marseille, avecses raquettes de mat riau scintillant, permetaussi de d tecter les particules ionisantes.

8 Les scintillateurs, les chambres fils ou trajec-tom tres, les calorim tres ou absorbeurs d unacc l rateur de particules comme celui du LHCau CERN (G n ve) permettent une identifica-tion des particules produites lors des 2 Caract ristiques des ondesC l rit La c l rit vd une onde, en m tre par seconde(m s 1), est donn e par (notations videntes) :v=dtOnde progressiveUne onde progressive correspond aud placement d une perturbation sans d perturbation d un point du milieu l instanttestidentique celle de la source au tempst =t , tant le retard du point par rapport la source(d finition valable aussi entre deux points quel-conques).

9 Espace & temps sont alors li s, puisque l on re-trouve la m me forme d onde plus loin, un peu plustard, une fois qu elle a progress .Latis ProVous devez tre aptes mener des mesures dedistances, de vitesses et de retards, sur des chro-nophotographies ou sur des enregistrements, ven-tuellement avec l aide d un logiciel (comme LatisPro au lyc e).OscilloscopeVous devez tre capable de mesurer le re-tard d un clap sonore ou d une salve d ultrasons l aide d un oscilloscope. Notez bien que deux mon-tages sont possibles, suivant que l on dispose d unou de deux r progressive p riodiqueUne onde progressive p -riodique a toutes les caract ristiques de l onde pro-gressive, avec en plus un caract re p faut savoir reconna tre une telle onde (mettreen vidence la r p tition d un motif l mentaire),et savoir mesurer sa p riode T (qui est la dur ed mission d un motif l mentaire) le plus pr ci-s ment possible (typiquement, sur plusieurs p -riodes).

10 P riode temporelleChaque point du milieu subit lam me perturbation intervalles de temps gaux riode spatialeLa m me perturbation se reproduitidentique elle-m me dans la direction de propa-gation. La plus petite distance entre motifs iden-tiques cons cutifs est la p riode spatiale. Il est en-core plus correct de dire que la longueur d onde estla plus petite distance entre deux points en des ondes sinuso dalesUne onde progressive p rio-dique est dite sinuso dale si l volution p riodiquede la source peut tre associ e une fonction sinu-so d ondeLa p riode spatiale est appel e lon-gueur d onde et not e , en m tre (m).