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    3. EDS Physique première (2019)
  3. Mesure et incertitudes
  4. Constitution et transformations de la matière
    1. 1. Suivi de l’évolution d’un système, siège d’une transformation
      1. 2. De la structure des entités aux propriétés physiques de la matière
        1. 3. Propriétés physico-chimiques, synthèses et combustions d’espèces chimiques organiques
        2. Mouvement et interactions
          1. 1. Interactions fondamentales et introduction à la notion de champ
            1. 2. Description d’un fluide au repos
              1. 3. Mouvement d’un système
              2. L’énergie : conversions et transferts
                1. 1. Aspects énergétiques des phénomènes électriques
                  1. 2. Aspects énergétiques des phénomènes mécaniques
                  2. Ondes et signaux
                    1. 1. Ondes mécaniques
                      1. 2. La lumière : images et couleurs, modèles ondulatoire et particulaire
La lumière : images et couleurs, modèles ondulatoire et particulaire
Présentation :
Dans la continuité du programme de seconde, cette partie vise à expliciter les relations algébriques relatives à la formation d'une image par une lentille mince convergente et à permettre d’utiliser cette description quantitative dans le cadre de technologies actuelles, recourant par exemple à des lentilles à focale variable. En complément de ce modèle géométrique, deux modèles de la lumière – ondulatoire et particulaire – sont ensuite abordés ; ils seront approfondis dans le cadre de l’enseignement de spécialité physique- chimie de la classe terminale. Les domaines d’application de cette partie sont très variés : vision humaine, photographie, vidéo, astrophysique, imagerie scientifique, art, spectacle, etc. La mise en œuvre de cette partie du programme est source de nombreuses expériences démonstratives et d'activités expérimentales quantitatives.

Notions abordées en seconde :Lentille mince convergente, image réelle d'un objet réel, distance focale, grandissement, dispersion, spectres, longueur d'onde dans le vide ou dans l'air.
Notions et contenusCapacités exigibles Activités expérimentales support de la formation
A) Images et couleurs
Savoirs :Relation de conjugaison d’unelentille mince convergente. Grandissement. Image réelle, image virtuelle, image droite, image renversée.Savoir-faireExploiter les relations de conjugaison et de grandissement fournies pour déterminer la position et la taille de l’image d’un objet-plan réel. Déterminer les caractéristiques de l’image d’un objet-plan réel formée par une lentille mince convergente. Estimer la distance focale d’une lentille mince convergente. Tester la relation de conjugaison d’une lentille mince convergente. Réaliser une mise au point en modifiant soit la distance focale de la lentille convergente soit la géométrie du montage optique. Capacités mathématiques : Utiliser le théorème de Thalès. Utiliser des grandeurs algébriques.
Savoirs :Couleur blanche, couleurs complémentaires. Couleur des objets. Synthèse additive, synthèse soustractive. Absorption, diffusion, transmission. Vision des couleurs et trichromie.Savoir-faireChoisir le modèle de la synthèse additive ou celui de la synthèse soustractive selon la situation à interpréter. Interpréter la couleur perçue d’un objet à partir de celle de la lumière incidente ainsi que des phénomènes d’absorption, de diffusion et de transmission. Prévoir le résultat de la superposition de lumières colorées et l’effet d’un ou plusieurs filtres colorés sur une lumière incidente. Illustrer les notions de synthèse additive, de synthèse soustractive et de couleur des objets.
B) Modèles ondulatoire et particulaire de la lumière
Savoirs :Domaines des ondes électromagnétiques. Relation entre longueur d’onde, célérité de la lumière et fréquence.Savoir-faireUtiliser une échelle de fréquences ou de longueurs d’onde pour identifier un domaine spectral. Citer l’ordre de grandeur des fréquences ou des longueurs d’onde des ondes électromagnétiques utilisées dans divers domaines d’application (imagerie médicale, optique visible, signaux wifi, micro-ondes, etc.).
Savoirs :Le photon. Énergie d’un photon. Description qualitative de l’interaction lumière-matière : absorption et émission. Quantification des niveaux d’énergie des atomes.Savoir-faireUtiliser l’expression donnant l’énergie d’un photon. Exploiter un diagramme de niveaux d'énergie en utilisant les relations ? = c / nu et ?E = h nu. Obtenir le spectre d’une source spectrale et l’interpréter à partir du diagramme de niveaux d’énergie des entités qui la constituent.