Cours de tleS – Principe du laser – Terminale S Le laser est une source primaire de lumière possédant des caractéristiques particulières. Caractéristiques du laser Première réalisation du laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) dans les années 1960 (laser rouge à rubis de Maiman). Monochromaticité: sceptre de raies d’une longueur d’onde précise et souvent unique. Pour le laser He-Ne, la longueur du rayonnement est λ = 632,8 nm. Directivité du faisceau : faisceau très peu élargi. Celui-ci n’est…
Cours de tles – Son et architecture – Terminale S Ce sujet étudie la problématique de l’architecture d’une salle de spectacle. Il met en évidence la nécessité de disposer de moyens passifs de modifier l’acoustique d’une salle selon le type de spectacle grâce à des panneaux mobiles, il propose ensuite une étude géométrique et énergétique des surfaces sourdes. Définitions Acoustique active : modification du son perçu par l’auditeur par capture, traitement et rediffusion électroacoustiques. Acoustique passive: modification du son perçu…
Cours de tleS sur le photon – Terminale S Le prérequis est la connaissance des propriétés ondulatoires de la lumière, en particulier des relations entre longueur d’onde λ, période T, fréquence f et vitesse de la lumière c. La « particule » photon Le photon est la particule élémentaire des ondes électromagnétique : lumière visible, infrarouges, ondes radio, ultraviolets, rayons gamma. Le photon se déplace dans le vide à la vitesse de la lumière, c=3,00.108 s-1 L’onde lumineuse Certains faits…
Cours de tleS – Excitation – Désexcitation – Terminale S La mécanique quantique permet d’interpréter les observations des spectres de raies des atomes, des ions et des molécules en montrant que leurs niveaux d’énergies sont quantifiés. Transitions électroniques, vibratoires Les transitions électroniques peuvent se produire dans les atomes. Les électrons y sont répartis sur des couches électroniques caractérisées par leurs niveaux d’énergie respectifs. Il y transition lorsqu’un électron passe d’un niveau à un autre. Lorsqu’un atome reçoit une quantité d’énergie…
Cours pour la tleS – Nouveaux matériaux – Terminale S Il existe de nombreux nouveaux matériaux, généralement utilisés dans la médecine. Nanoparticules Les nanoparticules sont des particules de diamètre inférieur à 100 nm, soit 10-7 Elles permettent de grandes avancées technologiques, mais leur innocuité envers l’environnement et la santé humaine ne sont pas connues. Les nanotubes sont des structures cristallines et tubulaires. Les nanotubes de carbone sont des matériaux parmi les plus résistants et possèdent des conductivités électriques et thermiques…
Cours de tleS – Matériaux : structure et propriété – Terminale S Il existe un lien entre la structure moléculaire ou électronique de certains matériaux et leurs propriétés. Ces structures permettent différentes interactions : interaction électrique, interaction de Van der Waals, changement de niveaux d’énergie électronique par absorption de chaleur, etc. et ces interactions expliquent des propriétés ou des formes particulières de ces matériaux. Définitions Bande de conduction: bande de plus basse énergie qui n’est pas entièrement remplie d’électrons. Ce…
Cours de tles – Matériaux : cycle de vie – Terminale S L’élaboration d’un matériau est régie par différents objectifs : propriétés, coût. De plus, un matériau vieillit lors de son usage et il faut le protéger contre ce vieillissement. Enfin, une fois usé, il est important d’optimiser le recyclage du matériau afin de limiter son impact environnemental. Le cycle de vie d’un produit industriel est décrit par 1a succession des étapes suivantes : analyse des besoins et cahier des…
Cours de tles – Eau et ressources – Terminale S Les mers et les océans occupent un volume gigantesque sur Terre, ce qui en fait des réserves de ressources très intéressantes pour l’Homme. La première de ses ressources est l’eau elle-même, qui peut être purifiée par différentes méthodes afin d’être rendue consommable. De plus, les océans abondent en ressources organiques grâce à la diversité de la flore et de la faune qu’ils abritent. L’exploitation de ces ressources permet de produire…
Cours de tleS – Émetteurs et récepteurs sonores – Terminale S L’humain est capable de communiquer par la parole. La voix humaine est générée par les cordes vocales. Les sons émis sont captés par l’oreille. Celle-ci suit la loi de Fechner, « La sensation sonore est proportionnelle au logarithme de l’intensité acoustique. » Définitions Cochlée (appelée aussi limaçon) : organe de l’oreille interne transformant les vibrations mécaniques transmises par le marteau, l’enclume et l’étrier, en un signal électrique. Consonne: perturbation…
Cours de tleS – Sons et instruments de musique – Terminale S Un instrument de musique est constitué d’un oscillateur mécanique pouvant être mis en vibration et d’un système mécanique pouvant entrer en résonance pour des fréquences déterminées. Définitions Chanterelle : corde produisant les sons les plus aigus du violon. Corde vibrante: corde élastique fixée à ses extrémités et mise en vibration selon certains modes propres de vibration. Fibre bouchée à une extrémité: cavité cylindrique produisant un son de fréquence…
Cours de tleS – Eau et énergie – Terminale S Les piles à combustibles présentent de nombreux avantages pour remplacer les moteurs à explosion. Le dihydrogène est une source d’énergie renouvelable puisqu’il est formé à partir d’eau et que son utilisation dans les piles produit à nouveau de l’eau. Cependant sa production actuelle nécessite l’utilisation d’une ressource non renouvelable, le gaz naturel. Afin que le dihydrogène soit une source d’énergie renouvelable à faible impact écologique dans l’avenir, il est nécessaire…
Cours de tleS – Eau et environnement – Terminale S L’eau est un milieu d’échange exceptionnel. De très nombreuses espèces chimiques peuvent être dissoutes et subir des transformations chimiques dans l’eau. Pour cette raison, l’eau joue un rôle majeur dans les écosystèmes et de façon générale dans l’environnement. Il est donc important de connaître sa composition chimique, afin de pouvoir surveiller, anticiper et lutter contre les pollutions dont elle peut être un vecteur. Définitions Chaulage: épandage de chaux vive (CaO)…
Cours de tleS – Sélectivité en chimie organique – Terminale S Le problème de la sélectivité en chimie organique se pose dans un grand nombre de synthèses organiques. Qu’est-ce que la sélectivité ? La sélectivité en synthèse organique intervient dès lors que l’on utilise des composés polyfonctionnels. Les composés polyfonctionnels sont des molécules qui contiennent plusieurs groupes caractéristiques : ces groupes peuvent être identiques (exemple : le glycérol) ou différents (exemple : la glycine). Le problème de la sélectivité se…
Cours de tleS – Chimie durable respect de l environnement – Terminale S Certaines réactions chimiques nuisent à l’environnement de même pour certaines espèces obtenues par synthèse. Toutes atteintes à l’environnement incitent l’Homme à aller vers une chimie durable, une chimie qui garantit le respect de l’environnement. Chimie durable, respect de l’environnement L’objectif est de concevoir des synthèses qui réduisent, voir élimine l’utilisation ou la formation de substances néfaste pour l’environnement. Pour limiter la production de déchets, une synthèse doit…
Cours de tleS – Techniques utilisées lors d une synthèse – Terminale S Le choix d’une technique de synthèse, parmi toutes celles possibles pour obtenir une espèce, se fait selon des critères comme la facilité de mise en œuvre du protocole, le coût, le rendement attendu, le respect de l’environnement ….. Paramètres expérimentaux La réussite d’une synthèse est assurée par le respect des paramètres expérimentaux précisés par le protocole. Ce sont généralement : La température, qui influe sur la faisabilité…
Cours pour la tleS – Espèces mises en jeux dans une synthèse – Terminale S L’objectif d’une synthèse organique est d’obtenir une espèce chimique (après une ou plusieurs transformations). Pour la mener à bien, on dispose d’un protocole indiquant les différentes opérations à réaliser, les paramètres expérimentaux et les quantités des espèces mises en jeu. Rôle des différentes espèces Les réactifs sont les espèces que l’on souhaite faire réagir entre elles pour les transformer en produits. Ces composés apparaissent dans…
Cours de tleS – Dosages par titrage – Terminale S Un dosage consiste à déterminer la quantité d’un composé X dans un système. Si le système est solide, on cherche généralement à mesurer le pourcentage (massique ou molaire) de X dans le solide. Si le système est liquide, on cherche usuellement la concentration Cx de X. Principe Un dosage par titrage direct est un dosage utilisant une transformation chimique. On effectue un dosage par titrage direct lorsqu’on fait réagir le…
Cours de tleS – Dosages par étalonnage – Terminale S Un dosage consiste à déterminer la quantité d’un composé X dans un système. Si le système est solide, on cherche généralement à mesurer le pourcentage (massique ou molaire) de X dans le solide. Si le système est liquide, on cherche usuellement la concentration Cx de X. Grandeurs dépendant de la concentration L’absorbance A (sans unité) d’une substance X mesure l’absorption de la lumière par X. elle vérifie la loi de…
Cours de tleS – Solution tampon – Terminale S Le pH d’une solution tampon ne varie presque pas et ce malgré 1’ajout modéré de base ou d’acide ou d’eau lors d’une dilution. Solution tampon Définition: Une solution tampon est constituée d’un acide faible et de sa base conjuguée dans des concentrations assez proches. Le pH d’une solution tampon est donc voisin du pKa de ce couple. Les solutions tampon jouent un rôle fondamental en biologie. Les liquides physiologiques sont tamponnés….
Cours de tleS – Réactions d échange de proton – Terminale S Une réaction acido-basique implique deux couples acide-base. L’acide HA d’un couple (éventuellement l’eau) échange un proton avec la base B- d’un autre couple (éventuellement l’eau). Définition du pH Par définition, le pH d’une solution est lié à la concentration molaire en ions oxonium (ou hydronium) H.O+, par la relation : Le pH d’une solution aqueuse est compris entre 0 et 14. Le pH se mesure à 1’aide d’un…
Cours de tleS – Acides et bases – Terminale S La fonction logarithme décimal ne doit pas être confondue avec le logarithme népérien (noté ln). Sa fonction réciproque est , c’est-à-dire que Pour une réaction : à un avancement de x, il a disparu ax mol de A, bx mol de B et il est apparu cx mol de C. Les acides et les bases Un acide: Un acide est une espèce chimique (molécule ou ion) capable de libérer un…
Cours pour la tleS – Stéréoisomérie de configuration – Terminale S Des stéréoisomères sont des composés ayant la même formule brute, la même formule développée plane, mais des structures spatiales différentes. Enantiomérie Deux énantiomères sont des molécules qui sont images l’une de l’autre par un miroir plan et non superposables. Ils sont liés par une relation d’énantiomérie et sont toujours chiraux. Un composé possédant un seul carbone asymétrique peut uniquement exister sous formes de deux énantiomères. Un mélange racémique est…
Cours de tleS sur la chiralité des molécules – Terminale S Une molécule est chirale si elle n’est pas superposable à son image dans un miroir (ou image spéculaire). Inversement, une molécule est achirale quand elle est superposable à son image dans un miroir plan. Une molécule possédant un plan de symétrie est toujours achirale, car elle est nécessairement superposable à son image spéculaire. Carbone asymétrique Un atome de carbone est appelé atome de carbone asymétrique si, et seulement si,…
Cours sur la tleS – Conformations des molécules organiques – Terminale S Les molécules ne sont pas rigides. Sur un modèle moléculaire comme celui de l’éthane, on peut aisément effectuer des rotations autour de la liaison C – C des deux groupes méthyle l’un par rapport à l’autre. On obtient ainsi diverses dispositions dans l’espace des atomes d’une même molécule. Celles-ci ne diffèrent que par une rotation autour d’une liaison simple : ces différentes positions sont appelées conformations de la…
Cours de tleS – Représentation des molécules organiques – Terminale S Dans les molécules, les atomes de carbone, d’azote et d’oxygène s’entourent de quatre doublets de manière à respecter la règle de l’octet. En revanche, l’atome d’hydrogène n’établit qu’une seule liaison : c’est la règle du duet. Les doublets d’un carbone impliqué dans quatre liaisons simples se disposent spatialement selon une géométrie tétraédrique. Formule brute Cette formule tient uniquement compte du nombre d’atomes de chaque élément qui composent la molécule….
Cours de tleS – Aspect microscopique des transformations – Terminale S L’électronégativité caractérise l’aptitude d’un atome à attirer les électrons des liaisons covalentes dans lesquelles il est engagé. Plus un atome est électronégatif, plus sa capacité à attirer les électrons est importante. Aspect microscopique des transformations Sites donneurs et accepteurs de doublets: Une liaison covalente est polarisée si elle relie des atomes d’électronégativités différentes. L’atome le plus électronégatif porte une charge partielle négative (notés –δ) et l’atome le moins électronégatif…
Cours de tleS – Aspect macroscopique des transformations – Terminale S Lors d’une transformation chimique, certaines espèces sont converties en de nouvelles espèces. Au niveau macroscopique, toute transformation se représente par une réaction, dont l’équation-bilan indique la nature des réactifs et des produits. Aspect macroscopique des transformations Nature des transformations: Lors d’une transformation chimique, on peut intervenir sur le groupe fonctionnel (groupe caractéristique) et le modifier. Exemple : on peut réaliser l’oxydation du propanol en acide propanoïque à l’aide de…
Cours pour la tleS sur la catalyse – Terminale S Il existe des substances chimiques, appelées catalyseurs, elles permettent d’accélérer une réaction chimique et de diminuer ainsi sa durée. Catalyse ou catalyseurs Un catalyseur est une substance chimique qui accélère une transformation chimique naturellement possible. En augmentant la vitesse d’une réaction chimique, un catalyseur réduit la durée de cette dernière sans modifier le bilan de matière final. La réaction est dite catalysée. Le catalyseur n’apparaît pas dans l’équation-bilan de la…
Cours de tleS sur la cinétique des réactions – Terminale S L’avancement chimique x, en moles, relie les variations des quantités de matière des réactifs et de produits au cours d’une réaction. C’est la quantité initiale du réactif limitant, c’est-à-dire celui qui s’épuise le premier, qui détermine la valeur finale de l’avancement chimique. Transformations lentes et rapides Une transformation est rapide si elle semble achevée dès que les réactifs sont en contact. Une transformation est dite lente si elle n’est…
Cours de tleS sur la variation de température et d’énergie interne – Terminale S Un transfert thermique vers un système S peut avoir comme effets une variation de température et/ou un changement d’état de S. Les objectifs de ce chapitre : Etablir un lien entre la variation de température d’un système physique et sa variation d’énergie interne; préciser dans quelles conditions la relation est applicable. Définir la capacité thermique d’un matériau. Présenter la notion de chaleur latente de changement d’état….
