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Cours de terminale S spécialité
Pour le tronc commun, c'est par ici
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Cette année 2008-2009 me permet de "rédiger" mes premiers cours de spécialité : j'ai fourni beaucoup de travail pour ces cours (recherche des expériences, tests, poly, ...), même si on trouve pas mal de bonnes sources sur internet dont :
- Les cours de Lydie Germain : http://fizik.chimie.lycee.free.fr
- Le site LaboTP : http://www.labotp.org
Ainsi que d'autres ressources que je citerai au fur et à mesure de leur utilisation.
Je remercie également Fanch qui m'a donné ses cours pour me faciliter la tâche, il m'avait prévenu qu'il y avait du boulot au labo !
Une dernière chose, le livre utilisé lorsque j'ai "rédigé" ces cours est celui dont l'image est ci-contre.
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Voici des petits liens pour vous repérer dans la page :
Spécialité chimie
| Dosages 1 : TP sur le dosage du cuivre dans le laiton par étalonnage et spectrophotométrie dans un morceau de laiton + Fichier prof + Fichier Excel du tracé de la courbe |
Merci aux collègues de Jacques Cartier pour ce protocole. On prépare ici une échelle de teinte avec des solutions de sulfate de cuivre puis on mesure leur transmittance (on revient ensuite à l'absorbance). A l'aide de la loi de Beer-Lambert, on trace une courbe d'étalonnage qui est une droite. On finit par mesurer la transmittance (puis l'absorbance) de la solution obtenue à partir de la dissolution d'un morceau de laiton (poignée d'armoire) pour remonter à sa concentration en cuivre puis au pourcentage en masse de cuivre du morceau de laiton. |
| Dosages 2 : TP notre lait est-il frais ? + Fichier prof |
Comme son nom l'indique, le but de ce TP est d'apprécier la fraicheur d'un lait en calculant son degré Dornic. Pour cela, on réalise un titrage pH-métrique et on détermine le volume équivalent. On réalisera aussi des titrages colorimétriques avec différentes quantités de phénolphtaléine pour connaître la quantité appropriée et ainsi effectuer des titrages rapides. Une petite activité documentaire vient compléter le TP. |
| Dosages 3 : dosages des ions chlorure par précipitation : méthode de Mohr + Fichier prof |
Après avoir réalisé des expériences préliminaires sur la précipitation préférentielles entre les ions chlorure, les ions chromate et les ions argent, on valide la méthode de titrage en utilisant des solutions de concentration connue en ions argent et en ions chlorure. On applique alors cette méthode de titrage par précipitation sur le dosage d'une eau de Vichy Saint-Yorre. |
| Dosages 4 : TP sur le dosage en retour de la vitamine C + Fichier prof + un diaporama qui explique le principe du dosage en retour |
Merci aux collègues de Jacques Cartier pour ce protocole. Dans ce TP, on dose préalablement la solution de diiode qui servira au dosage indirect. On dose ensuite un comprimé de vitamine C avec lequel on prépare une solution. Attention, la quantité de diiode à introduire initialement dépend de la "dilution" de la solution obtenue à partir du comprimé. |
Elaborer un produit
| Pour cette partie de chimie, je me suis largement inspiré de ce que l'on trouve sur le net, mais de nombreuses pages n'existent plus en 2022. Pour la deuxième séance, il s'agit du protocole d'électrozingage de l'acier du livre Belin présenté plus haut. Pour la dernière séance de cette partie, on travaille sur les différentes formulations de l'aspirine lors d'un TP puis on résume les différentes notions dans un chapitre. J'ai trouvé pas mal de choses à ce sujet, j'ai donc travailler avec :
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| Elaborer un produit 1 : Activité documentaire introductive sur le zinc + Elaborer un produit 1 : Précipitation sélective, séparation des ions fer III, cuivre II et zinc II + Fichier prof |
Cette activité est plutôt destinée à un travail maison, on y trouve des parties concernant : les minerais (blende ...), impuretés présentes dans ceux-ci ... ; ainsi que les étapes industrielles de l'élaboration du zinc métal : grillage, lixiviation, élimination des ions fer III, purification par cémentation, électrolyse. Après la correction de cette activité, on s'intéresse à la précipitation sélective, on va faire précipiter les ions au fur et à mesure que l'on ajoute une base dans le milieu en sachant que nous étions partis à pH < 1. On voit alors qu'il est possible d'éliminer les ions fer III sans faire précipiter les ions cuivre II ; mais il n'est pas possible d'éliminer les ions cuivre II sans faire précipiter des ions zinc II. Ainsi on procède à une cémentation. La précipitation sélective est traitée expérimentalement et théoriquement avec des travaux sur les constantes des réactions de précipitation. Une dernière chose, entre la correction de l'activité documentaire et la précipitation sélective, on peut compter deux séances, surtout si on laisse les élèves chercher ! |
| Elaborer un produit 2 : Electrozingage de l'acier + Elaborer un produit 1 et 2 : Annales de bac : de la Bauxite à l'aluminium + Correction |
Comme je l'ai signalé plus haut, cette manipulation est celle du livre Belin. Rien de compliquer mise à part le décapage des plaques d'acier qui pourra être fait préalablement à la séance. Dans cet exercice qui peut être proposé en deuxième partie de séance, on reprend la notion de précipitation sélective pour purifier l'alumine extraite, on s'intéresse ensuite à la transformation de l'alumine en aluminium par électrolyse. On travaillera, comme dans le tronc commun (ce qui permettra des révisions), sur la quantité d'électricité mise en jeu lors de l'électrolyse ainsi que sur le calcul de sa durée pour récupérer une certaine quantité d'aluminium. |
| Elaborer un produit 3 : TP formulations de l'aspirine + Fichier prof + Elaborer un produit 3 : Notions à connaître sur la formulation et le conditionnement |
Un petite activité documentaire entame ce TP, celle-ci étant basé sur des étiquettes de médicaments et des textes proposés en introduction. On travaille ensuite sur l'extraction d'un excipient puis on étudie la solubilité de l'aspirine dans l'organisme. On passe enfin en revue différentes formulations : aspirine retard (pH 8), aspirine effervescente, aspirine tamponnée, aspirine soluble (Aspégic). Le chapitre proposé ensuite reprend les notions importantes du TP concernant les formulations de l'aspirine, il aborde un paragraphe sur l'alimentation et la conservation et enfin fait un point sur les emballages alimentaires. |
Spécialité physique
| TP microscope + Résumé du cours + Schéma optique corrigé + Voir les 3 animations ici ! |
Dans ce TP, on décrit tout d'abord l'instrument réel (questionnaire sur texte) puis on modélise le microscope avec des lentilles : positionnement des lentilles, image intermédiaire et définitive, grossissement standard et cercle oculaire |
| TP télescope + Schéma optique corrigé + Voir l'animation ici ! |
Dans ce TP, on décrit tout d'abord l'instrument réel (questionnaire sur texte) puis on modélise le télescope : expérimentalement puis sur papier avec un schéma : construction images intermédiaires et image définitive, cercle oculaire, question de grossissement, projection de l'image d'un astre sur un écran |
Acoustique
| Acoustique 1 : étude d'instruments de musique + Fichier prof + Enregistrement synchronie diapason + Enregistrement synchronie guitare + Exercices + Correction des exercices en diaporama |
* Dans ce chapitre on s'intéresse tout d'abord à la production d'un son par un instrument très simple. * Ensuite, on compare le son produit par une corde de guitare à celui produit par un diapason : enregistrement du son puis traitement par la transformée de Fourier. On définit alors le vocabulaire : modes propres de vibration, modes fondamental et harmoniques ..., quantification des fréquences. * On étudit alors les oscillations forcées de cette même corde grâce à la mise en mouvement par une force de Laplace : observation des fuseaux, noeuds et ventres de vibration. * On fait enfin un parallèle entre la corde fixée à ses deux extrémités et la colonne d'air que l'on excite grâce à un haut-parleur pour se rendre compte qu'il existe aussi des modes propres de vibrations de la colonne d'air (noeuds et ventres de pressions et de vibrations) |
| Acoustique 2 : interprétation ondulatoire des ondes stationnaires + Fichier prof + Partie de cours (définitions) en diaporama + Exercices + Correction des exercices + Voir le logiciel Winoscillo utilisé ici ! + Et la vidéo de l'ondoscope à une extrémité fixe ici ! |
* Dans le premier paragraphe de ce chapitre, on étudie la réflexion d'un signal sur un obstacle fixe et on vérifie nos observations expérimentales (corde élastique tenue par un élève) grâce à l'animation de Gilbert Gastebois (voir à cette adresse, animation "ondes stationnaires").
* Ensuite on travaille sur la réflexion d'une onde progressive sinusoïdale sur un obstacle fixe qui donne naissance à des ondes stationnaires, quelque soit la fréquence de l'onde source, il n'y a donc pas quantification (activité du livre Belin délicate et légèrement maladroite me semble t-il, mais je n'ai trouvé que ça comme activité de ce genre). * On passe alors à la réflexion sur deux obstacles fixes avec quantification des fréquences permettant l'obtention des ondes stationnaires : on étudie à l'aide d'un dispositif judicieux l'influence de paramètre sur la présence de fuseaux : longueur de corde, tension de la corde, fréquence d'excitation. |
| Acoustique 3 : Acoustique musicale et physique des sons + Fichier prof + Documents (impressions d'écran des enregistrements) Voici différents enregistrements synchronie qui peuvent être utilisés dans ce cours : Attaque guitare + Milieu guitare + Fin guitare + Différents instruments + Enveloppe diapason + Enveloppe guitare + Enveloppe guitare synthétiseur + Enveloppe flûte synthétiseur + Enveloppe piano synthétiseur + Enveloppe trompette synthétiseur |
* Pour ce dernier chapitre, on étudie tout d'abord la réception sonore : perception de l'oreille, notion d'intensité sonore, niveau sonore en décibel acoustique (dBA). * Ensuite on analyse un son : tout d'abord sa hateur, ensuite son timbre, on fait alors l'acquisition de différents sons donnés par divers instruments (utilisation du synthétiseur). * On finit alors par regarder l'enveloppe des sons donnés par les différents instruments pour voir l'importance de ce que l'on appelle les transitoires d'attaques, de milieu et de fin. * Le dernier paragraphe est consacré à l'étude de la notion d'octave et de la gamme tempérée (activité documentaire). |
Production de signaux
Pour cette partie de spécialité, je me suis servi principalement de trois ressources dont les adresses sont les suivantes :
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| Signaux 1 : présentation des ondes électromagnétiques + Fichier prof + Fichier Excel sur l'influence des variables d'une tension sinusoïdale sur sa forme + Documents sur les photodétecteurs et leurs utilisations |
* Dans ce début de chapitre, on parle de la transmission d'information en général (histoire des télécommunications, notions d'information, de transmission, de signal et de canal) * Ensuite on étudie la transmission d'informations par onde lumineuse (montage d'émission avec une DEL, montage de réception avec une photodiode, principe de la fibre optique) puis par onde hertzienne, on compare alors les avantages et inconvénients de ces différents types de transmission. * On parle alors de la nature des ondes électromagnétiques en étudiant le spectre électromagnétique et la place dans celui-ci des ondes hertziennes. Puis, on aborde production, la réception (antennes) des ondes hertziennes ainsi que les avantages de leur utilisation. * Enfin, on aborde les différentes façons de réaliser la modulation d'une tension sinusoïdale après avoir décrit ce qu'était une tension sinusoïdale. * Le fichier Excel a été créé par P Schwaederlé, je l'ai légèrement modifié. Le fichier sur les photodétecteurs est une collection d'informations qui m'ont permis de comprendre leurs utilisations. |
| Signaux 2 : Modulation et démodulation d'amplitude + Fichier prof + Schéma général sur la qualité de la démodulation + Fichier Synchronie 2003 : spectre en fréquence d'un signal modulé (modulation d'amplitude) |
* Après une brève introduction avec un schéma de toute la chaîne de transmission d'une information via une porteuse, on s'intéresse à la création d'un signal modulé à l'aide d'un multiplieur. * On étudie alors la qualité de ce signal modulé en fonction de différents paramètres : amplitude du signal modulant, tension de décalage ajoutée à ce signal, on parle donc de surmodulation ... On voit aussi le spectre en fréquence du signal modulé. * Dans le paragraphe II, on étudie la démodulation en commençant par le détecteur d'enveloppe qui comporte deux étages. Expérimentalement, on présente les deux étages mais on expliquera le fonctionnement de ce détecteur dans son ensemble. * Après cela, on explique le choix des composants pour que la détection soit optimale. * On terminera par l'étape d'élimination de la composante continue grâce à un filtre passe-haut. * Le fichier comportant le schéma global de la démodulation est celui du site du lycée Watteau (dont l'adresse figure ci-dessus), je me suis permis de le modifier légèrement. |
| Signaux 3 : Etude du circuit d'accord + Fichier prof + Fichier de correction pour élève + Fichier Synchronie 2003 : Courbes d'intensité et de tension pour le filtre passe-bande |
* Dans le premier paragraphe, on étudie expérimentalement le circuit parallèle comportant une bobine et un condensateur. Il faut pour cela faire deux manipulations indépendantes : * dans la manipulation n°1, on relève suivant la fréquence l'intensité efficace dans le circuit en gardant la tension efficace du générateur constante * dans la manipulation n°2, on relève la tension efficace aux bornes du condensateur selon la fréquence tout en gardant l'intensité efficace dans le circuit constante. * Dans le deuxième paragraphe, on trace les deux courbes $I_\mathrm{eff}=f(f)$ et $U_\mathrm{c eff}=f(f)$ et on repère la bande passante. On parle alors des notions de "filtre passe-bande pour la tension" et de "circuit bouchon pour l'intensité". |
DM
| DM sur les tuyaux sonores + Correction DM |
Cas des tuyaux ouverts à une extrémité ou des tuyaux ouverts aux deux extrémités |
