L’épreuve d’évaluation des capacités expérimentales se profile à l’horizon… Pour s’y préparer, il est bon de savoir ce qu’on attend de vous (revoir les conseils de préparation). Voici ce qu’en dit le programme (disponible également hors ligne : Compétences exigibles pour les capacités expérimentales) :

En Physique

Propagation d’une onde; ondes progressives

• Utiliser un dispositif expérimental pour mesurer un retard ou une distance lors de la propagation d’une onde. En particulier utiliser un oscilloscope pour mesurer le retard d’un clap sonore ou d’une salve d’ultrasons.
• Réaliser un montage permettant de mettre en évidence le phénomène de diffraction dans le cas d’ondes mécaniques, sonores ou ultrasonores.
• Réaliser un montage permettant de mettre en évidence le phénomène de diffraction dans le cas d’ondes lumineuses.
• Réaliser des mesures permettant de vérifier la pertinence de la relation θ = λ/a.

Transformations nucléaires

• Réaliser une série de comptages relatifs à une désintégration radioactive.
• À partir d’une série de mesures, utiliser un tableur ou une calculatrice pour calculer la moyenne, la variance et l’écart-type du nombre de désintégrations enregistrées pendant un intervalle de temps donné.

Évolution des systèmes électriques

dipôle RC :

• Réaliser un montage électrique à partir d’un schéma.
• Réaliser les branchements pour visualiser les tensions aux bornes du générateur, du condensateur et du conducteur ohmique.
• Montrer l’influence de l’amplitude de l’échelon de tension, de la résistance et de la capacité sur le phénomène observé lors de la charge et de la décharge du condensateur.

dipole RL :

• Réaliser un montage électrique à partir d’un schéma.
• Réaliser les branchements pour visualiser les tensions aux bornes du générateur, de la bobine et du conducteur ohmique supplémentaire.
• Montrer l’influence de l’amplitude de l’échelon de tension, de R et de L sur le phénomène observé.

circuit RLC série :

• Réaliser un montage électrique à partir d’un schéma.
• Réaliser les branchements pour visualiser es tensions aux bornes du condensateur et de la résistance supplémentaire éventuelle.
• Montrer l’influence de R, L et C sur le phénomène observé.
• Mesurer une pseudo-période et une période.
• Utiliser un oscilloscope :
  • le régler : mode balayage, finesse du trait, réglage du « zéro », choix de la sensibilité verticale et choix d’une base de temps, sélection des voies;
  • repérer les tensions observables simultanément dans un circuit;
  • visualiser l’image d’une intensité;
  • visualiser simultanément deux tensions.
  • visualiser et déterminer les caractéristiques d’une tension;

Évolution temporelle des systèmes mécaniques

• Savoir enregistrer expérimentalement le mouvement de chute d’un solide dans l’air et/ou dans un autre fluide en vue de l’exploitation du document obtenu.
• Utiliser un tableur ou une calculatrice pour résoudre une équation différentielle par la méthode d’Euler.
• Savoir enregistrer expérimentalement la trajectoire d’un projectile et exploiter le document obtenu.
• Décrire un protocole expérimental permettant :
  • d’enregistrer le mouvement d’un système oscillant plus ou moins amorti
  • de vérifier la loi d’isochronisme des petites oscillations
  • de vérifier l’expression de la période propre dans le cas du pendule simple.

• Enregistrer un mouvement oscillant amorti.
• Savoir mesurer une amplitude, une pseudo- période.
• Savoir faire varier l’amortissement.
• Savoir montrer l’influence des paramètres masse et rigidité sur la période propre.

Physique – Spé

Produire des images, observer

• Réaliser un montage d’optique à partir des lentilles minces; application à la mesure d’un schéma.
• Régler un montage d’optique de façon à observer une image sur un écran.
• Utiliser un banc d’optique, réaliser des mesures et les exploiter.
• Déterminer la distance focale d’une lentille mince convergente et d’un miroir convergent.
• Réaliser et exploiter un montage permettant d’illustrer le fonctionnement des trois instruments d’optique :
  • choisir les lentilles adaptées,
  • régler le montage,
  • effectuer les mesures des grandeurs permettant de valider le modèle proposé.

Produire des sons, écouter

• Mesurer une période et déterminer ainsi une fréquence.
• Décrire et réaliser une expérience permettant de mesurer la fréquence de vibration d’une corde par stroboscopie et celle du son émis par la corde.
• Avec le matériel disponible au laboratoire, savoir mettre en évidence les modes propres de vibration d’une corde et d’une colonne d’air.; savoir réaliser et exploiter une expérience d’ondes stationnaires :
  • mesure de longueur d’onde,
  • mesure d’une célérité,
  • mesure des fréquences propres,
  • influence des paramètres.

• Acquisition et analyse d’une note produite par un instrument de musique.

Produire des signaux, communiquer

• Savoir observer, avec un oscilloscope, le signal d’un fil conducteur connecté à une des entrées.
• Savoir transmettre un signal de fréquence sonore par un faisceau lumineux
• Réaliser un montage de modulation d’amplitude à partir d’un schéma. Choisir des tensions permettant une modulation de bonne qualité; savoir visualiser les tensions pertinentes.
• Réaliser un montage de démodulation d’amplitude à partir d’un schéma. Choisir les composants permettant une démodulation de bonne qualité; savoir visualiser les tensions pertinentes.
• Réaliser un montage, à partir d’un schéma, associant les divers modules nécessaires à la réalisation d’un récepteur radio.

Chimie

La transformation d’un système chimique est-elle toujours rapide?

Le programme officiel ne préconise pas de compétences expérimentales particulières mais il évoque les activités suivantes :

• Suivi de l’évolution temporelle d’une transformation :
  • par prélèvements successifs et titrages, par exemple réaction de H₂O₂ et I^‒ , de dismutation de H₂O₂, réaction de S₂O₈^2- et I^- ,
  • par utilisation d’un manomètre, d’un conductimètre, ou d’un spectrophotomètre.
• Tracé des courbes d’évolution de quantité de matière ou de concentration d’une espèce et de l’avancement de la réaction au cours du temps.
• Utilisation d’un tableur-grapheur pour tracer la courbe x = f (t) par exemple et déterminer la vitesse à différentes dates.
• Détermination de t1/2 à partir de résultats expérimentaux.

La transformation d’un système chimique est-elle toujours totale?

• Être capable de mesurer la valeur du pH d’une solution aqueuse avec un pH-mètre.
• Réaliser par suivi pH-métrique le titrage d’un acide ou d’une base en solution aqueuse.
  • Déterminer, à partir des résultats d’une expérience, le volume versé à l’équivalence lors d’un titrage acide-base.
  • Montrer qu’un indicateur coloré convenablement choisi permet de repérer l’équivalence.

Le sens « spontané » d’évolution d’un système est-il prévisible?

Là encore le programme de cite pas explicitement de compétences expérimentales mais il préconise les activités suivantes :

• Réalisation et étude de piles par exemple :
  • Fe/Fe2+//Cu2+/Cu
  • Cu/Cu2+//Ag+/Ag
  • Zn/Zn2+// Cu2+/Cu (pile Daniell),
  • à l’aide d’un ampèremètre (mise en évidence du sens de circulation du courant),
  • à l’aide d’un voltmètre (mise en évidence d’une f.é.m.).
• Mise en évidence expérimentale de l’électrolyse

Comment le chimiste contrôle-t-il les transformations de la matière?

• Mettre en œuvre au laboratoire, en justifiant le choix du matériel à utiliser : chauffage à reflux, distillation fractionnée, cristallisation, filtration sous vide, chromatographie sur couche mince,
• Respecter les consignes de sécurité.

Chimie – Spécialité

Extraire et identifier les espèces chimiques

• Réaliser une chromatographie par une technique donnée (couche mince, papier ou colonne).
• Réaliser une extraction liquide-liquide.

Créer et reproduire des espèces chimiques

• Réaliser les opérations suivantes : chauffage à reflux, distillation, lavage d’une phase organique, séchage d’une phase organique liquide, extraction liquide-liquide, séchage d’un solide, cristallisation, recristallisation.

Effectuer des contrôles qualités

• Réaliser un titrage acide-base en présence d’un indicateur coloré ou à l’aide d’un pH-mètre.

Elaborer un « produit » de consommation courante

• Réaliser le montage électrique permettant d’effectuer une électrolyse .

  Bon courage…