Notions abordées en cours de physique et situations de la vie courante. publié le 29/12/2008  - mis à jour le 02/03/2009

I. Exploration de l’espace

1-De l’atome aux galaxies

1.1-Présentation de l’univers.

• L’atome, la Terre, le système solaire, la Galaxie, les autres galaxies.
  • Des quarks aux galaxies.

1.2-Echelle des longueurs.

• Echelle des distances de l’atome aux galaxies.
• Unités de longueur.
• Taille comparée des différents systèmes.
• Evaluer expérimentalement une distance : Méthode des parallaxes, technique de la visée, diamètre apparent.
• Comment déterminer les ordres de grandeur (taille d’une molécule, épaisseur d’un cheveu)
  • Plus c’est gros, moins c’est dense.
  • Comment mesurer la largeur du sillon d’un CD ou d’un DVD ?

1.3-L’année de lumière.

• Propagation rectiligne de la lumière.
  Comment mesurer le rayon de la Terre ? Méthode d’Eratosthène.
• Vitesse de la lumière dans le vide et dans l’air.
  Comment mesurer la distance Terre - Lune, de la profondeur d’un fond marin ?
  Usage du sonar.
• Intérêt de l’année de lumière.
  • Pythagore versus Thalès ou Eratosthène revisité.
  • Voiliers et avions furtifs.
  • Ils partirent à plus de 1021 mais se virent moins de 100 en arrivant au port.

• Comprendre que « voir loin, c’est voir dans le passé ».
  • Notre présent n’a conscience que du passé extérieur.
  • Une galaxie de prime jeunesse car fort lointaine.

2- Messages de la lumière

2.1- Un système dispersif, le prisme.

• Radiation, réfraction, indice d’un milieu transparent, lois de Descartes.
  • Comment reconnaître une gemme grâce à sa réfraction ?
  • Mirage, mon beau mirage...
  • Etre un homme invisible n’est pas simple.

• Dispersion de la lumière blanche par un prisme, variation de l’indice d’un milieu transparent selon la radiation qui le traverse.
  • Lumière dispersée.
  • L’écharpe d’Iris.

2.2-Spectres d’émission et d’absorption.

• Spectres d’émission, spectres continus d’origine thermique, spectres de raies.
• Spectres d’absorption, bandes d’absorption de solutions colorées.
  Raies d’absorption caractéristiques d’un atome ou d’un ion.
• Spectres d’une lampe à incandescence : variation de la couleur du spectre en fonction de la température du filament.
  • Lampes à décharge.
  • Eclairage public au sodium.

2.3- Application à l’astrophysique.

• Comment le spectre d’une étoile nous renseigne sur sa température et sur sa composition chimique ?
  • Bunsen et Kirchhoff.
  • La découverte des fullerènes.