Programme de physique, Terminale S

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Programme de physique en Terminale S
Extrait du bulletin officiel du 30 août 2001

Propagation d’une onde ; onde progressive

  • Les ondes mécaniques progressives :
    • Caractéristiques d’une onde :
      • Définition d’une onde mécanique.
      • Célérité.
      • Ondes longitudinales, ondes transversales.
      • Ondes sonores.
      • Propriétés générales des ondes.
    • Onde progressive à une dimension :
      • Onde progressive à une dimension.
      • Notion de retard.
  • Ondes progressives mécaniques périodiques :
    • Onde progressive périodique.
    • Périodicité temporelle, périodicité spatiale.
    • Onde progressive sinusoïdale.
    • La dispersion.
    • Milieu dispersif.
  • La lumière, modèle ondulatoire :
    • Irisation.
    • Diffrantion en lumière monochromatique et en lumière blanche.
    • Propagation de la lumière dans le vide.
    • Modèle ondulatoire de la lumière.
    • Lumière monochromatique et lumière polychromatique.
    • Propagation de la lumière en milieu transparent.
    • Dispersion de la lumière blanche.

Transformations nucléaires

  • Décroissance radioactive :
    • Stabilité et instabilité des noyaux : composition, isotopie, notation, diagramme.
    • La radioactivité : Lois de conservation de la charge électrique et du nombre de nucléons.
    • Loi de décroissance : évolution de la population moyenne d’un ensemble radioactifs, becquerel.
  • Noyaux, masse, énergie :
    • équivalence masse-énergie : défaut de masse, énergie de liaison, énergie de liaison par nucléon.
    • Fission et fusion: équivalence de masse-énergie, Courbe d’Aston.
    • Bilan de masse et d’énergie d’une réaction nucléaire : Exemples pour la radioactivité, pour la fission et la fusion, existence de conditions à réaliser pour obtenir l’amorçage de réactions de fission et de fusion.

L’évolution des systèmes électriques

  • Cas d’un dipôle RC :
    • Le condensateur.
    • Le dipôle RC.
  • Cas du dipôle RL :
    • La bobine.
    • Le Dipôle RL.
  • Oscillations libres dans un circuit RLC en série :
    • Décharge oscillante d’un condensateur dans une bobine.
    • Influence de l’amortissement : Régime périodique, régime pseudo-périodique, régime apériodique.
    • Période propre et pseudo-période.
    • Interprétation énergétique.
    • Résolution analytique dans le cas d’un amortissement négligeable.
    • Entretien des oscillations.

L’évolution temporelle des systèmes mécaniques

1. La mécanique de Newton :

  • Rôle de la masse.
  • Deuxième loi de Newton appliquée au centre d’inertie.
  • Troisième loi de Newton : loi des actions réciproques.

2. Etude de cas :

  • Chute verticale d’un solide : force de pesanteur, champ de pesanteur uniforme.
    • Chute verticale avec frottement :
      • Poussée d’Archimède.
      • Force de frottement fluide.
      • Méthode numérique itératuve.
      • Régime initial, régime asymptotique.
      • Vitesse limite, temps caractéristique.
    • Chute verticale libre :
      • Mouvement rectiligne uniformément accéléré.
      • équation différentielle du mouvement.
  • Mouvements plans :
    • Mouvement de projectile dans un champ de pesanteur uniforme : équations horaires paramétriques, équation de la trajectoire.
    • Satellites et planètes :
      • Lois de Kepler.
      • Mouvement circulaire uniforme, vitesse, vecteur accélération.
      • loi de gravitation universelle pour des corps dont la répartition des masses à à symétrie sphérique et la distance grande devant leur taille.
      • Centre d’inertie, force centripète, période de révolution, satellites géostationnaires.

3. Systèmes oscillants :

  • Présentation de divers systèmes oscillants mécaniques
    • Pendule pesant, pendule simple.
    • Position d’équilibre, écart à l’équilibre.
    • Abscisse angulaire, amplitude.
    • Isochronisme des petites oscillations.
  • Le dispositif solide-ressort.
  • Le phénomène de résonance.

4. Aspects énergétiques :
Travail élémentaire d’une force, énergie potentielle élastique du ressort, énergie mécanique du système solide-ressort, énergie mécanique d’un projectile dans un champ de pesanteur uniforme.
5. L’atome et la mécanique de Newton : ouverture au monde quantique :

  • Limite de la mécanique de Newton.
  • Quantification des échanges d’énergie.
  • Quantification des niveaux d’énergie d’un atome, d’une molécule, d’un noyau.
  • Applications aux spectres, constante de Planck.

L’évolution temporelle des systèmes et la mesure du temps

  • Comment mesurer une durée ?
    • À partir d’une décroissance radioactive (âge de la Terre, âge de peintures rupestres).
    • À partir de phénomènes périodiques (oscillateur électrique entretenu, mouvements des astres, rotation de la Terre, horloges à balancier, horloges atomiques : définition de la seconde).
  • Mesurer une durée pour déterminer une longueur :
    • À partir de la propagation d’une onde mécanique (télémètre ultrasonore, échographie, sonar).
    • À partir de la propagation d’une onde lumineuse (télémétrie laser, distance Terre-Lune) :

– Le mètre défini à partir de la seconde et de la célérité de la lumière.
– Le mètre et le pendule battant la seconde.
– Histoire de la mesure des longitudes.

  • Mesurer une durée pour déterminer une vitesse :
    • Mesure de la célérité du son.
    • Mesure de la célérité de la lumière.

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