Rappels
- La différence entre planètes et étoiles
- La propagation rectiligne de la lumière
- La vitesse de la lumière
- Le système solaire
- Les puissances de 10
Le SOLEIL produit de la lumière, c’est une source primaire de lumière. Une planète ne brille pas et elle tourne autour d’une étoile.
Huit planètes tournent autour du soleil et sur elles-mêmes. Il existe des planètes telluriques (rocheuses) et des planètes géantes gazeuses.
Nous savons classer les planètes dans l’ordre de la plus proche à la plus éloignée du soleil : MERCURE – VENUS – TERRE – MARS – JUPITER – SATURNE – URANUS – NEPTUNE Les 4 premières planètes sont telluriques, les 4 autres sont des géantes gazeuses.
opérations sur les puissances de 10 :
$\Huge\mathrm{10^{n} \times 10 ^{p} = 10^{n+p}}$
$\Huge\mathrm{\frac{10^{n}}{10^{p}}}$$\Huge\mathrm{= 10^{n-p}}$$\Huge\mathrm{~~~~~~~{(10^{n})}^{p}}$$\Huge\mathrm{= 10^{n \times p}}$
| facteur | 1012 | 109 | 106 | 103 | 10-3 | 10-6 | 10-9 | 10-12 | 10-15 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| préfixe | téra (T) | giga (G) | méga (M) | kilo (k) | milli (m) | micro (µ) | nano (n) | pico (p) | femto (f) |
La distance entre la Terre et le Soleil est de 150 millions de kilomètre.
Combien de temps met sa lumière pour nous parvenir ?
La distance entre la Terre et le Soleil est de 150 millions de kilomètre.
Combien de temps met sa lumière pour nous parvenir ?
\(\Large\mathrm{vitesse = \frac{distance\; parcourue}{temps\; du\; parcours}= \frac{d}{t}}\)
\(\Large\mathrm{d=150\, 000\, 000km}\) |
\(\Large\mathrm{v= \frac{150\, 000\, 000}{t}}\) |
\(\Large\mathrm{t= \frac{150\, 000\, 000}{300\,000}}\) |
\(\Large\mathrm{t= 500s=8min20s}\) |
Comment convertir l'année-lumière en kilomètre ?
\(\Large\mathrm{1\; al=300\,000 \times \binom{nombre\; de\; secondes}{dans\; une\: ann\acute{e}e}}\) |
\(\Large\mathrm{\binom{nb\; de\; secondes}{dans\; une\: ann\acute{e}e}=60\times 60\times 24\times 365,25}\) |
\(\Large\mathrm{1\; al=9\,500\, 000\, 000\, 000km }\)\(\Large\mathrm{1\; al=9,5\times 10^{12}km }\) |
Objet d'étude n°1 : La Terre dans l'Univers
Activité n°1 : Les distances dans l'Univers
A partir des photos à votre disposition, vous devez associer chaque objet à sa longueur et les classer par taille.
| OBJET | LONGUEUR | OBJET | LONGUEUR |
|---|---|---|---|
| Noyau d'atome |
10-15m
|
Atome |
10-10m
|
| Molécule |
1nm=10-9m
|
Cellule |
10µm=10-5m
|
| Acarien |
3x10-5m
|
Cil |
0,2mm=2x10-4m
|
| Portable |
10cm=10-1m
|
Gratte-ciel |
500m
|
| La Terre |
12750km=1,275x10-7m
|
Le Soleil |
1,4 millions de km=1,4x109m
|
| Système solaire |
12 milliards de km=1,2x1013m
|
Galaxie |
1023m
|
L'Univers est structuré à toutes les échelles.
Il y a continuité entre l'infiniment petit et l'infiniment grand et l'échelle humaine se situe entre ces deux extrêmes.
Activité n°2 : L'évolution de l'Univers
Si toutes l’histoire de notre Univers tient en une année. Que représente une journée, une heure, une seconde ?
| Un jour est représenté par |
\(\Large\mathrm{\frac{15}{365}}\)\(\mathrm{=0,0411\: milliards\: d'ann\acute{e}es}\)Soit 41,1 millions d'années |
| Pour une heure |
\(\Large\mathrm{\frac{41,1}{24}}\)\(\mathrm{\: =\: \mathbf{ 1,7\: million\: d'ann\acute{e}es}}\) |
| Pour une seconde |
\(\Large\mathrm{\frac{1,7}{3600}}\)\(\mathrm{\:=\: 0,00047\: million\: d'ann\acute{e}e}\)Soit 470 ans |
| Evénement | Date ramenée sur un an | Nombre de jours jusqu'à la fin de l'année | Date réelle |
|---|---|---|---|
| Big Bang | 1er janvier 00h00 | 365 | - 15 milliards d'années |
| premières galaxies |
13 janvier
|
352
|
|
| formation du système solaire |
1er septembre
|
122
|
- 5 milliards d'années
|
| apparition de la vie sur Terre |
21 septembre
|
101
|
- 4 milliards d’années
|
| premiers dinosaures |
25 décembre
|
6
|
- 246 millions d'années
|
| derniers dinosaures |
30 décembre
|
1,5 (aube ==> après la nuit)
|
- 62 millions d'années
|
| apparition de Homo Sapiens |
31 décembre 23h53
|
7 minutes
|
- 200 000ans
|
Activité n°3 : La matière constituant l'Univers
L'Univers est principalement constitué d'hydrogène et d'hélium.
Les autres atomes se sont formés par nucléosynthèse au coeur des étoiles.
| Deux atomes légers peuvent en donner un plus lourd par fusion. | Un atome lourd peut en donner deux plus légers par fission. |
 |
 |
Le tableau des éléments (de Mendeleïev) regroupe tous les éléments chimiques connus.
Le tableau est nommé tableau périodique ("qui se répète") car on retrouve les éléments avec des propriétés comparables à intervalle régulier (ici en colonne).
Activité n°4 : Evolution historique du modèle de l'atome
Activité n°5 : Structure de l'atome
Comment déterminer la composition d'un atome ?
Quelles sont les dimensions des constituants de l'atome ?
| La structure lacunaire de l'atome | |
|---|---|
 |
Si la mouche représente le noyau, le terrain représente l'atome. Les électrons gravitent « à grandes distances » du noyau. |
|
L'atome est essentiellement formé de vide, on dit qu'il a une structure lacunaire. C'est aussi vrai pour l'infiniment grand, l'espace entre les étoiles et les galaxies est principalement constitué de vide. |
|
\(\Huge\mathrm{1m=1\, 000\, 000\, 000nm=10^{9}nm} \\ \Huge\mathrm{1m=1\, 000\, 000\mu m=10^{6}\mu m}\) |
\(\Huge\mathrm{1nm=0,000\, 000\, 001m=10^{-9}m} \\ \Huge\mathrm{1\mu m=0,000\, 001m=10^{-6}m}\) |
Comment sont réparties les charges électriques dans l'atome ?
Les charges positives sont nombreuses que les charges négatives.
| atome d'hydrogène | atome de carbone | atome de sodium | atome de chlore |
La charge du noyau est l'ensemble des charges des électrons.
Activité n°6 : Les nucléons
Les nucléons sont les particules qui constituent le noyau atomique.
Il en existe deux sortes: Les protons et les neutrons.
\(\Huge\mathrm{_{Z}^{A}\textrm{X}\; \; \; \left\{\begin{matrix} X\; :\; symbole\; de\; l'atome\\ A\; :\; nombre\; de\; masse\\ Z\; :\; numéro\; atomique \end{matrix}\right.}\)
Le nombre de neutrons peut-il varier ?
Le document ci-contre représente 2 atomes de lithium, les électrons étant immobiles (bien qu’ils ne le soient pas en réalité). Questions :
- Donner une légende au document en retrouvant l’identité de chaque particule.
- Déterminer le numéro atomique de chacun des 2 atomes.
Rappel : Le numéro atomique est le nombre de proton.
① Z=3 ② Z=3
- Compter leur nombre de neutrons.
① nb neutron=3 ② nb neutron=4
- Donner leur nombre de nucléons.
Rappel : Le nombre de nucléon est la somme du nombre de proton et du nombre de neutron.
① A=6 ② A=7
- Ces deux atomes sont-ils identiques ? En quoi diffèrent-ils ? Donner leur représentation symbolique.
Les deux atomes diffèrent par leur nombre de neutron.
①\(\Huge\mathrm{_{3}^{6}\textrm{Li}\;}\)
②\(\Huge\mathrm{_{3}^{7}\textrm{Li}\;}\)
- Ces deux atomes sont des isotopes du lithium, proposer une définition de l'isotopie.