Th è me n° 3

1. Thème n° 3 L'Univers Partie 1 Une première présentation de l’Univers Partie 2 Les étoiles Partie 3 Les éléments chimiques présents dans l’Univers Partie 4 Le système solaire GRF Sciences Physiques et Chimiques 2009 - 2011

2. Partie 1 Une première présentation de l’Univers Description de l’Univers a) La Terre, un grain de poussière dans l’Univers Description de l’Univers, son histoire et les astres que l’on peut observer. Caractère lacunaire de l’univers. Les échelles de distance. Activités pédagogiques proposées: - Activité documentaire (extrait du livre d'Hubert Reeves, « Poussières d'étoiles » ou Vidéo). - Présentation PowerPoint® montrant les différentes échelles dans l'Univers. GRF Sciences Physiques et Chimiques 2009 - 2011

3. Partie 1 Une première présentation de l’Univers Lumière, espace et temps b) Espace et Temps dans l’Univers. Propagation rectiligne de la lumière. Vitesse de la lumière dans le vide et dans l’air. L’année de lumière. Activités pédagogiques proposées: - Activité sur l'histoire de la mesure de la distance Terre – Lune de l'antiquité grecque à nos jours. - Travaux pratiques sur la mesure de distances (parallaxe, télémétrie). - Activité sur la mesure de la vitesse de la lumière par Römer (éclipse de Io). GRF Sciences Physiques et Chimiques 2009 - 2011

4. Partie 2 Les étoiles L’analyse de la lumière des étoiles 1) 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. Activités pédagogiques proposées: - Activité documentaire sur les poussières interstellaires. - Travaux Pratiques : spectres d’émission, spectres d’absorption. - Travaux Pratiques : spectre d’une étoile, le Soleil, composition chimique. GRF Sciences Physiques et Chimiques 2009 - 2011

5. Partie 2 Les étoiles La réfraction de la lumière 2) Dispersion de la lumière blanche par un prisme. Réfraction. Loi de Descartes. Activités pédagogiques proposées: - Travaux Pratiques sur l’étude la réfraction de la lumière. - Présentation PowerPoint® : Mirage du Mont Canigou. GRF Sciences Physiques et Chimiques 2009 - 2011

6. Partie 3 Les éléments chimiques présents dans l’Univers D’où viennent les éléments chimiques 1) a) La modélisation de l’atome 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. Activité pédagogique proposée: - Activité documentaire sur la synthèse des éléments chimiques. GRF Sciences Physiques et Chimiques 2009 - 2011

7. Partie 3 Les éléments chimiques présents dans l’Univers b) La synthèse des éléments chimiques 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. Activités pédagogiques proposées: - Travaux Pratiques : Test d’identification de quelques ions. - Présentation PowerPoint® : Structure électronique d’atomes et d’ions correspondants. - Travaux Pratiques : Tableau périodique des éléments. GRF Sciences Physiques et Chimiques 2009 - 2011

8. Partie 4 Le système solaire Le mouvement des planètes 1) a) Comment définir un mouvement ? Relativité du mouvement. Référentiel. Trajectoire. b) La gravitation universelle La gravitation universelle. L’interaction gravitationnelle entre deux corps. La pesanteur terrestre. Activités pédagogiques proposées: - Présentation PowerPoint® : Notion de référentiel (Phases de la Lune, Mouvement rétrograde de Mars). - Travaux Pratiques : Mesure de Poids – Comparaison Terre/Lune. GRF Sciences Physiques et Chimiques 2009 - 2011

9. Partie 4 Le système solaire Les forces 2) 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 à partir de satellites et de sondes. Activités pédagogiques proposées: - Travaux Pratiques : Chronophotographie. - Activité documentaire sur le Principe d’inertie (Texte ou Vidéo). GRF Sciences Physiques et Chimiques 2009 - 2011

10. Partie annexe Éducation à l'orientation Visite de l'Observatoire Astronomique de Strasbourg Rencontres avec des astronomes professionnels, des ingénieurs, des techniciens. Séance de Planétarium. (3 thèmes à choisir parmi 7) Visite de l’Observatoire et de la crypte aux étoiles. Réalisation d'un dossier sur les métiers qui sera complété tout au long de l'année, dans chacune des disciplines. GRF Sciences Physiques et Chimiques 2009 - 2011