Bilan PC terminale

« % Lien entre la fréquence ou la période et la longueur d’onde : λ = & = c .

T Bilan des bilans A savoir : cson = 340 m.s-1 (à 20 °C) et célectromagnétique = 3,0.108 m.s-1 (dans le vide ou l’air) Rayonnements dans l’Univers Ondes sonores Rayonnement UV IR Radio Longueur d'onde λ < 400 nm > 800 nm Supérieures à 1 mm Exemples de sources dans l'Univers Étoiles très chaudes Soleil : bronzage ; Exemples de lampe UV (bronzage, sources dans la détecteur de faux vie pratique billets) Objets « froids »: poussières interstellaires, planètes, astéroïdes, etc ... Télécommandes ; chauffage domestique (résistances chauffantes) - hydrogène interstellaires - rayonnement fossile froid Émetteurs radio : antennes de stations radio, téléphones portables, Wi-Fi Le son = suite de compressions - dilatations de tranches d’air = audibles comprises entre 20 Hz et 20 kHz Basses fréquences = son grave Fortes fréquences = son aigu Son Son pur Son complexe Exemple Diapason Guitare Domaine temporel Périodique et motif sinusoïdal Propagation des ondes Une onde mécanique progressive à une dimension est une déformation qui se propage sans déplacement de matière mais avec déplacement d’énergie. Lorsque la propagation et la déformation sont perpendiculaires, on parle d’ondes transversales.

Lorsque la propagation et la déformation sont parallèles, on parle d’ondes longitudinales. Notion de retard : Périodique mais motif non sinusoïdal Domaine spectral le premier pic : le fondamental ; les suivants : les harmoniques La hauteur d’un son est la fréquence du signal correspondant, appelé fréquence fondamental.

Le timbre d’un instrument d’un son dépend de la présence et de l’importance, dans le spectre de fréquences, de pics appelés harmoniques. L’intensité sonore I est la puissance transportée par une onde sonore par unité de surface.

Elle s’exprime en watt par mètre carré (W.m–²) Le niveau d’intensité sonore L s’exprime en décibel noté dB et se mesure avec un sonomètre.

Il peut également être calculé si on connait l’intensité sonore I du son en utilisant la relation : Un seul pic L’onde qui arrive au point M’ à l’instant t’ était au point M à l’instant t.

la perturbation arrive en M’ en retard par rapport à M. L’onde se propage avec une célérité (vitesse) définie par la relation : 𝑐= ! " avec τ = t’ - t le retard et d la distance entre M et M’. ' L = 10.

log .' / ! Caractéristiques des ondes sinusoïdales La longueur d’onde, notée λ, est la plus petite distance séparant deux points dans le même état vibratoire.

La longueur d’onde est exprimée en mètre. La période T de l’onde est la plus petite durée au bout de laquelle un point se retrouve dans le même état.

La période temporelle est exprimée en seconde. La fréquence notée f d’un phénomène périodique est exprimée en Hertz, notée Hz et # est définie comme : f= avec T période en s. $ La fréquence est le nombre de fois que le phénomène se répète par seconde. ou " I = I( .

10#! Avec I0 = 10–12 W.m–² qui correspond l’intensité sonore de référence c'est-à-dire le seuil minimum d’audibilité moyenne de l’oreille humaine. Remarque : Les niveaux sonores L ne s’ajoutent pas, ce sont les intensités sonores I dues à chaque instrument qui s’ajoutent. Diffraction Lorsqu’une onde rencontre un obstacle de largeur a avec a de l’ordre de grandeur de λ, on observe une modification de la direction de propagation : c’est le phénomène de diffraction. Le phénomène de diffraction s’observe lorsque a ≈ λ. Exemple diffraction par un fil : Montage expérimental Résultat expérimental On observe une tache centrale deux fois plus large que les taches latérales. L’écart angulaire θ, en radian rad, est donné par : ) 𝛳=* avec λ, longueur d’onde du laser (en m) et a la largeur de l’obstacle (en m). Rmq : savoir faire la démo avec tan θ = opposé / adjacent (ds le triangle rectangle)... Interférences Lorsque deux ondes de même fréquence se superposent, on observe des interférences. Exemple d’observation avec des fentes de Young : L’effet Doppler L’effet Doppler est la variation de fréquence d’une onde entre l’émission et la réception lorsqu’un objet en mouvement l’émetteur ou le récepteur ou un obstacle) est en mouvement. L’effet Doppler permet donc de mesurer une vitesse de l’objet en mouvement. En acoustique : éloignement = f plus grave rapprochement = f plus aigüe Effet Doppler en astrophysique : Redshift = éloignement ; Blueshift = rapprochement La numérisation est d’autant meilleure que le signal numérique se rapproche du signal analogique initial. L’échantillonnage correspond à une discrétisation verticale et horizontale.

La discrétisation horizontale est fixée par la période d’échantillonnage Te (fréquence d’échantillonnage # 𝑓+ = ) et la discrétisation verticale est caractérisée par le ,$ nombre de bit (cela fixe le pas plus petite variation de tension analogique que peut repérer un convertisseur). Nomenclature des molécules en chimie organique Les règles sont à connaître pour des molécules simples (un seul groupe caractéristique et des molécules possédant 6 atomes de carbone au maximum dans la chaine principale). Détails en dernière page. La spectroscopie UV-visible Interférences constructives Franges lumineuses ou brillantes Interférences destructives Franges noires ou sombres Les 2 ondes sont en opposition de phase. L’interfrange, noté i, est la distance entre deux franges lumineuses ou sombres consécutives. L’interfrange i dépend de λ.

Donc la lumière blanche constituée d’une infinité de λ donnera des interfranges différents et donc un aspect irisé. Les 2 ondes sont en phase. La spectroscopie d’absorption UV-visible est une technique d’analyse d’échantillons et d’identification d’espèces chimiques organiques ou inorganiques. Principe : Dans un spectrophotomètre, on fait passer une radiation électromagnétique à travers une solution.

La solution absorbe certaines longueurs d’onde, cela est quantifié par l’absorbance A, grandeur sans unité. Un spectre d’absorption correspond au tracé à l’absorption en fonction de la longueur d’onde λ.

Il est caractérisé par sa longueur d’onde λmax pour la laquelle l’absorbance est maximale. La couleur perçue de la solution est la couleur complémentaire de la couleur correspond au maximum d’absorption. L’absorption d’énergie dans l’UV-visible correspond à une transition électronique, c’est-à-dire au passage d’un niveau d’énergie plus faible à un niveau plus élevée. Dosage par étalonnage Dans un dosage par étalonnage, on utilise des solutions étalons c’est-à-dire de concentrations connues.

On mesure d’une grandeur qui possède la caractéristique d’être proportionnelle à la concentration de l’espèce que l’on cherche. Pour déterminer sa concentration on mesure la conductivité de la solution à doser. Puis on utilise la droite d’étalonnage en comparant la conductivité de la solution à doser avec celles de solutions étalons contenant la même espèce à une concentration connue. Dosage par étalonnage par Dosage par étalonnage par spectrophotométrie conductimétrie Grandeur mesurée σ : la conductivité, en S.m-1 ou A : l’absorbance, sans unité mS.cm-1 (S = Siemens) Loi de proportionnalité Loi de Beer-Lambert La loi de Kohlrausch σ = k.c 𝐴 = 𝑘.

𝐶 Remarque : la concentration peut être molaire, mol.L-1 ou massique, g.L-1 et k la constante de proportionnalité possédant une unité (analyse dimensionnelle…) Grandeur La solution inconnue doit être encadrée par les solutions étalons.

Si ce n’est pas le cas, il faut diluer la solution inconnue ou les solutions étalons. La conductivité σ d’une solution ionique est sa capacité à conduire le courant électrique.

La conductivité d’une solution ionique dépend de la nature et de la concentration des ions présents. Pour le dosage par étalonnage par spectrophotométrie, on se place, généralement, à la longueur d’onde à laquelle l’absorbance est maximale pour être le plus précis. La spectroscopie IR Les molécules absorbent le rayonnement électromagnétique infrarouge IR.

En général, en spectroscopie I.R.

en abscisse on trouve le nombre d’onde σ en cm-1 (inverse de la longueur d’onde 1/λ) et en ordonnée la transmittance T exprimée en pourcentage. Une transmittance de 100% signifie qu’il n’y a pas d’absorption, donc en I.R.

les bandes d’absorption pointent vers le bas. La spectroscopie IR permet de déterminer le groupe fonctionnel d’une molécule en comparant le spectre de la molécule avec les données référencées dans les tables. Lorsque la molécule absorbe l’IR, elle subit une excitation vibrationnelle des liaisons. Mise en évidence de la liaison hydrogène La bande large entre 3200 et 3600 cm-1 correspond à la liaison O-H (appelé OH lié) impliquée dans une liaison hydrogène, alors qu’un bande étroite autour de 3600 cm-1 correspond à la liaison notée OH libre. Transformations en chimie organique • Les trois types de réactions Réaction de substitution : un atome ou un groupe d’atomes est remplacé par un autre atome ou un groupe d’atomes. Réaction d’addition : des atomes ou des groupes d’atomes sont ajoutés de part et d’autre d’une liaison double (ou triple). Réaction d’élimination : des atomes ou des groupes d’atomes sont éliminés de part et d’autre d’une liaison pour former une liaison double ou triple ou un cycle (c’est l’inverse de la réaction d’addition) Lors de ces réactions, on peut avoir une modification de la chaîne ou du groupe caractéristique. • Mécanisme réactionnel : Rappel de 1S : L’électronégativité est.... »