Cours
Chapitre 38 - Introduction à la cristallographie ( PDF )
- I. L'état solide cristallin
- I.1 Solide amorphe ; solide cristallin
- I.2 Type de solide cristallin
- I.3 Modèle du cristal parfait
- I.4 Variété allotropique
- II. Outils de description
- II.1 Motif
- II.2 Réseau, noeud, structure cristalline
- II.3 Maille, maille élémentaire
- II.4 Système cristallin
- II.5 Mode de réseau
- II.6 Population ou nombre de motifs par maille
- II.7 Volume d'une maille
- III. Empilement de sphères rigides
- III.1 Modèle des sphères rigides
- III.2 Arangement AB et ABC
- III.3 Arangement AB : Empilement hexagonal compact
- III.4 Arangement ABC : Empilement ABC : empilement cubique faces centrées
- III.5 Sites cristallographiques
- IV. Cristaux ioniques
- IV.1 Exemple du chlorure de césium (cs)
- IV.2 Exemple du chlorure de sodium (cfc)
- IV.3 Exemple du sulfure de zinc (cfc)
- IV.4 Exemple du fluorure de calcium (cfc)
- V Cristaux covalants
Chapitre 37 - Introduction à la mécanique quantique ( PDF )
- 1 Dualité onde-corpuscule : à la fois une onde et une particule
- 1.1 Effet photoélectrique
- 1.2 Le postulat d’Einstein : le photon
- 1.3 Les relations de Planck-Einstein
- 1.4 L’hypothèse (osée ?) de De Broglie
- 1.5 La confirmation expérimentale : l’expérience des fentes d’Young
- 1.6 Critère de détection des ondes de De Broglie
- 1.7 Application : le microscope électronique
- 2 Description d’un état quantique : ni une onde ni une particule
- 2.1 Expériences des fentes d’Young : mise en évidence des deux comportements
- 2.2 Interprétation de Copenhague : L’indéterminisme est intrinsèque à l’objet quantique
- 2.3 Un lien entre les ondes de De Broglie et l’interprétation probabiliste de Copenhague : la fonction
- d’onde
- 2.4 Retour sur les fentes d’Young : États quantiques discernables ou indiscernables
- 2.5 Le principe de complémentarité : un quanton ne peut manifester à la fois un comportement ondu-
- latoire et corpusculaire
- 2.6 Un exemple de fonction d’onde : fonction d’onde d’un quanton libre
- 2.7 Un dernier détour par l’expérience des trous d’Young : vers une explication finale
- 2.8 Pour aller plus loin : l’équation de Schrödinger, le "PFD" de la mécanique quantique
- 3 De l’impossibilité de mesurer simultanément position et quantité de mouvement : le principe d’indétermination d’Heisenberg
- 3.1 Mise en évidence
- 3.2 Exemple de la diffraction d’un quanton par une fente
- 3.3 Principe d’indétermination de Heisenberg (1927)
- 3.4 Conséquence du principe d’indétermination d’Heisenberg : le repos n’existe pas
- 3.5 De la stabilité des atomes
- 4 Quantification de l’énergie dans quelques modèles de l’atome.
- 4.1 Un modèle semi-classique : le modèle de Bohr
- 4.2 Un modèle quantique simplifié : le puits de potentiel unidimensionnel, rectangulaire et infini
Chapitre 36 - Conversion électromécanique de puissance ( PDF )
- 1 Conversion de puissance mécanique en puissance électrique
- 1.1 Rappels : lois de modération de Lenz et de Faraday
- 1.2 Expérience des rails de Laplace
- 1.3 Alternateur
- 1.4 Loi de modération de Lenz
- 1.5 Principe de conservation électromécanique
- 1.6 Freinage par courant de Foucault
- 2 Conversion de puissance électrique en puissance mécanique
- 2.1 Haut-parleur
- 2.2 Loi de modération de Lenz
- 2.3 Principe de conservation électromécanique
Chapitre 35 - Induction dans les circuits fixes ( PDF )
- 1 Phénomène d’auto-induction
- 1.1 Flux propre
- 1.2 Inductance propre
- 1.3 Circuit électrique équivalence
- 1.4 Étude énergétique du phénomène d’auto-induction
- 2 Circuits couplés par mutuelle inductance
- 2.1 Flux mutuel
- 2.2 Inductance mutuelle entre deux circuits
- 2.3 Circuits couplés
- 2.4 Étude énergétique d’un couplage entre deux circuits
- 3 Un exemple d’application : le transformateur
- 3.1 Les besoins
- 3.2 Constitution d’un transformateur
- 3.3 Conventions d’orientation
- 3.4 Couplage parfait de deux circuits
- 3.5 Rapport de transformation
- 3.6 Application en régime sinusoïdal forcé : impédance ramenée au primaire ou au secondaire
- 3.7 Vers un modèle réel
Chapitre 34 - Lois générales de l'induction ( PDF )
- 1 Rappel sur le flux magnétique
- 2 Un champ magnétique crée-t-il un courant ? les lois de l’induction
- 2.1 Mise en évidence expérimentale
- 2.2 Loi de modération de Lenz
- 2.3 Champ électromoteur et loi de Faraday
Chapitre 33 - Actions de Laplace ( PDF )
- 1 Force élémentaire de Laplace sur une portion infinitésimale de circuit filiforme
- 1.1 Mise en évidence expérimentale
- 1.2 Expression de la force élémentaire de Laplace
- 2 Expérience des rails de Laplace
- 2.1 Description de l’expérience
- 2.2 Résultante des forces de Laplace sur la tige
- 2.3 Puissance des forces de Laplace reçue par la tige
- 3 Rotation d’une spire rectangulaire dans un champ magnétique uniforme
- 3.1 Description de l’expérience
- 3.2 Résultante des forces de Laplace une spire dans un champ magnétique uniforme
- 3.3 Couple des forces de Laplace sur une spire dans un champ magnétique uniforme
- 3.4 Puissance des forces de Laplace sur une spire en rotation dans un champ magnétique uniforme
- 4 Action d’un champ magnétique extérieur uniforme sur un aimant
- 4.1 Couple d’un champ magnétique extérieur uniforme sur un aimant 10
- 4.2 Positions d’équilibre d’un aimant dans un champ magnétique extérieur uniforme 10
- 4.3 Action d’un champ tournant : une introduction aux moteurs électriques 12
Chapitre 32 - Magnétostatique ( PDF )
- 1 Le champ magnétique
- 1.1 L’expérience d’Ørsted
- 1.2 Notion de champ
- 1.3 Champ magnétique
- 1.4 Représentation du champ magnétique
- 2 Forme du champ du champ magnétique
- 2.1 Orientation des lignes de champ
- 2.2 Symétries de la distribution de courant, symétries du champ magnétique
- 2.3 Invariances de la situation physique
- 3 Intensité du champ magnétique
- 3.1 Ordre de grandeur
- 3.2 Flux du champ magnétique
- 3.3 Lien entre forme et intensité du champ magnétique
- 3.4 Détermination de l’intensité du champ magnétique : le théorème d’Ampère
- 4 Champ magnétique créé par des sources usuelles
- 4.1 Champ créé par un fil infini
- 4.2 Comment créer un champ uniforme ?
- 4.3 Modèle du solénoïde infini
- 5 Moment magnétique
- 5.1 Modèle du dipôle magnétique
- 5.2 Moment magnétique d’une boucle de courant
- 5.3 Moment magnétique d’un aimant permanent
Chapitre 31 - Introduiton à la dynamique des solides indéformables ( PDF )
- 1 Description du mouvement d’un solide dans deux cas particuliers
- 1.1 Un solide : un ensemble continu de points
- 1.2 Un solide en translation, un mouvement où tous les points suivent le même mouvement
- 1.3 Un solide en rotation, un mouvement où tous les points tournent autour du même axe
- 2 Loi de la quantité de mouvement
- 2.1 Centre d’inertie
- 2.2 Quantité de mouvement d’un solide
- 2.3 Actions mécaniques : les forces
- 2.4 Loi de la quantité de mouvement appliqué à un solide
- 2.5 Théorème de l’énergie cinétique pour un solide en translation
- 3 Théorème scalaire du moment cinétique appliqué au solide mobile autour d’un axe fixe
- 3.1 Le moment cinétique d’un solide en rotation, le produit de son moment d’inertie et de sa vitesse de rotation
- 3.2 Moment des actions mécaniques extérieures
- 3.3 Le couple, une action mécanique de résultante nulle
- 3.4 Le théorème scalaire du moment cinétique appliqué au solide en rotation autour d’un axe fixe dans
- un référentiel galiléen.
- 3.5 Application au pendule pesant
- 3.6 Application au pendule de torsion
- 4 Approche énergétique du mouvement d’un solide en rotation autour d’un axe fixe orienté, dans un référentiel galiléen
- 4.1 Énergie cinétique d’un solide en rotation autour d’un axe fixe.
- 4.2 Puissance et travail d’une action mécanique
- 4.3 Théorème de l’énergie cinétique pour un solide en rotation autour d’un axe fixe
- 4.4 Application au pendule pesant
- 4.5 Application au pendule de torsion
Chapitre 30 - Mouvements dans un champ de force centrale conservative ( PDF )
- 1 Forces centrales conservatives : des forces radiales et conservatives
- 1.1 Rappel : une force conservative dérive d’une énergie potentielle
- 1.2 Une force centrale : une force radiale
- 1.3 Travail élémentaire d’une force centrale conservative
- 2 Les lois de conservations lors d’un mouvement à force centrale conservative
- 2.1 Du mauvais réflexe d’appliquer systématiquement le principe fondamental de la dynamique
- 2.2 Conservation du moment cinétique et planéité du mouvement
- 2.3 Conservation de l’énergie mécanique
- 3 Cas particulier : les forces attractives newtoniennes
- 3.1 Une force newtonnienne : une force attractive en 1/r²
- 3.2 Quelques référentiels utilisés dans l'étude des astres et satellites
- 3.3 Les lois de Kepler
- 4. Cas particulier des orbites circulaires
- 4.1 Démonstration de la 3e loi de Kepler
- 4.2 Etude énergétique du mouvement circulaire
- 4.3 Présentation quantitative de quelques orbites : les orbites satellitaires
- 5. Cas des orbites elliptiques (TD)
Chapitre 29 - Théorème du moment cinétique appliqué aux points matériels ( PDF )
- 1. Le moment d’une force : une action mécanique susceptible de faire tourner un système
- 1.1. Ouvrons la porte
- 1.2. Le moment d’une force en un point : le produit vectoriel d’un vecteur position et d’une force
- 1.3. Le moment d’une force par rapport à un axe : la projection du moment sur cet axe
- 1.4. Cas d’une force orthogonale à l’axe : le produit du bras de levier et de la composante orthoradiale
- 2. Le moment cinétique
- 2.1. Le moment cinétique d’un point matériel calculé en un point fixe d’un référentiel
- 2.2. Le moment cinétique d’un point matériel par rapport à un axe fixe d’un référentiel
- 3. Théorème du moment cinétique
- 3.1. Théorème du moment en un point fixe d’un référentiel galiléen
- 3.2. Théorème du moment par rapport à un fixe dans un référentiel galiléen
- 3.3. Application : retour sur le pendule simple
Chapitre 28 - Machines thermiques ( PDF )
- 1 La thermodynamique, la science des machines
- 1.1 Naissance de la thermodynamique
- 1.2 Convertir de l’énergie : la machine
- 1.3 Fournir du travail ou fournir de la chaleur : le moteur et le récepteur thermique
- 2 Bilans énergétiques et entropiques d’une machine thermique
- 2.1 De l’impossibilité d’un moteur monotherme
- 2.2 Bilans énergétique et entropique d’une machine ditherme
- 2.3 Le diagramme de Raveau : les différents types de fonctionnement de la machine ditherme
- 2.4 Le moteur thermique ditherme : fonction et rendement
- 2.5 Le récepteur thermique ditherme : fonction et efficacité
- 3 Quelques exemples de machines thermiques
- 3.1 Le moteur ditherme idéal : le cycle de Carnot
- 3.2 Un moteur ditherme réel : le moteur à explosion et le cycle de Beau de Rochas
- 4 Systèeme en éecoulement : une introduction aux systèmes ouverts
- 4.1 Un système ouvert délimité par une surface de contrôle
- 4.2 Conservation de la matière : la variation de masse d’un système ouvert est égale à la somme algébrique de la mati`ere entrante
- 4.3 Régime stationnaire et conservation du débit massique
- 4.4 Premier principe en système ouvert
- 4.5 Utilisation du diagramme du frigoriste (p,h)
- 4.6 Exemple d’une machine frigorifique
Chapitre 27 - Diaporama-résumé du second principe ( PDF )
- Enoncé du second principe
- Sources d'irréversibilité
- Calculs d'entropie
- variation d'entropie
- entropie reçue
- entropie créée
Chapitre 27 - Second principe de la thermodynamique ( PDF )
- 1 Prévoir le sens d’évolution d’une transformation thermodynamique d’introduire un second principe
- 1.1 Insuffisance du premier principe
- 1.2 Réversibilité ou irréversibilité d’une transformation thermodynamique
- 1.3 La cause microscopique d’irréversibilité : le ”désordre” : de la nécessité
- 2 Une grandeur d’état extensive et non conservative pour décrire le sens d’évolution d’une transformation : l’entropie
- 2.1 Décrire le sens d’évolution spontané : le second principe de la thermodynamique
- 2.2 Liens entre entropie, enthalpie et énergie interne : les définitions de la température et de la pression thermodynamiques
- 2.3 Exemple de calcul de variation d’entropie : cas de la phase condensée
- 2.4 Exemple de calcul de variation d’entropie : cas du gaz parfait
- 3 Calculs des entropies créée et échangé
- 3.1 Lien entre entropie échangée et transfert thermique
- 3.2 Entropie créée et source d’irréversibilité
- 3.3 Comment faire un bilan d’énergie ?
- 3.4 Représentation graphique du transfert thermique pour des transformations réversibles : diagramme entropique (T, S)
- 3.5 Entropie de changement de phase
- 4 Quelques exemples de bilan d’entropie
- 4.1 Transformation adiabatique réversible d’un gaz parfait : les lois de Laplace
- 4.2 Détente de Joule-Gay-Lussac
- 4.3 Conclusion : qu’est-ce que l’entropie ? (Pour la culture)
Chapitre 26 - Principe de conservation de l'énergie ( PDF )
- Les différents types de transferts d’énergie
- 1.1 Mise en évidence des différents types de transferts d’énergie
- 1.2 Exemple de travail macroscopique : le travail des forces de pression
- 1.3 Transfert thermique
- 2 Le principe de conversion de l’énergie
- 2.1 L’énergie ne se perd pas, ne se crée pas, mais se transforme
- 2.2 Énoncé du premier principe de la thermodynamique
- 2.3 Un premier exemple de bilan d’énergie : étude du cycle de Lenoir
- 2.4 Un deuxième exemple : Déterminer si un gaz suit la première loi de Joule, la détente de Joule-Gay-Lussac
- 3 Une nouvelle grandeur d’état, mieux adaptée aux transformations monobare, l’enthalpie
- 3.1 Transformation monobare et définition de l’enthalpie
- 3.2 Capacité thermique à pression constante
- 3.3 Capacité thermique à pression constante d’un gaz parfait, relation de Mayer
- 3.4 Application du premier principe au changement de phase : enthalpie de changement de phase
- 3.5 Transformation adiabatique réversible d'un gaz parfait, lois de Laplace
- 3.6 Application du premier principe à la calorimétrie
- 3.7 Détente de Joule-Kelvin (Joule Thomson), une ouverture vers les systèmes... ouverts
Chapitre 25 - Descriptions microscopique et macroscopique d’un système à l’équilibre ( PDF )
- 1 De l’échelle microscopique à l’échelle macroscopique
- 1.1 Les différentes échelles d’observation d’un système
- 1.2 État microscopique et état macroscopique : les paramètres nécessaires à la description du système
- 1.3 Température et pression cinétiques : deux exemples de passage d’une description microscopique à une description macroscopique
- 2 Description macroscopique d’un système à l’équilibre
- 2.1 Quel système choisir en thermodynamique ?
- 2.2 Équilibre thermodynamique d’un système
- 2.3 Équations d’état des modèles idéaux
- 2.4 Énergie interne d’un système
- 3 Des modèles plus complets
- 3.1 Du modèle du gaz parfait au modèle du gaz de Van der Waals
- 3.2 Phases condensées peu compressibles et peu dilatables
- 3.3 Corps pur diphasé en équilibre
- 3.4 Rappels : le diagramme (P, T)
Diaporama 24 - Diagramme E-pH ( PDF )
Chapitre 24 - Diagrammes potentiel-pH (MàJ 9/04) ( PDF )
- 1 Des réactions mêlant oxydoréduction et acidobasicité
- 1.1 Rappel : la relation de Nernst
- 1.2 Lien entre la relation de Nernst et le pH
- 1.3 Des diagrammes de prédominance dépendant du pH
- 2 Diagramme de Pourbaix ou diagramme E-pH
- 2.1 La zone de stabilité thermodynamique de l’eau : le diagramme
- 2.2 Construction d’un diagramme de Pourbaix : l’exemple du zinc
- 2.3 Application : placement d'espèces
- 2.4 Application : détermination de constantes thermodynamiques
- 2.5 Application : stabilité d’un espèce dans l’eau
- 2.6 Application : dismutation d’une espèce
Chapitre 23 - Réactions d'oxydo-réduction en solution aqueuse ( PDF )
- 1 Une réaction d’oxydoréduction : un transfert d’électrons
- 1.1 Un exemple croisé en cours : l’oxydation du sodium
- 1.2 Couple oxydant et réducteur ou couple rédox
- 1.3 Les couples rédox de l’eau
- 1.4 Un nombre pour repérer le degré d’oxydation : le nombre d’oxydation
- 1.5 Utilisation du nombre d’oxydation
- 1.6 Réaction d’oxydoréduction par transfert direct d’électron
- 2 Piles électrochimique et potentiels d’électrodes
- 2.1 Equilibre et déséquilibre entre une pile et un opérateur extérieur
- 2.2 Une demi-pile : système physico-chimique siège d’une demie réaction d’oxydoréduction
- 2.3 Force électromotrice d’une pile, potentiel d’électrode, potentiel d’une solution.
- 2.4 Compléments de TPs : les électrodes de référence, le titrage potentiométrique, le titrage pH-métrique.
- 3 Lien entre les activités des espèces et le potentiel de la solution : la relation de
Nernst
- 3.1 Enoncé de la relation de Nernst
- 3.2 Expression pratique, à 25°C, de la formule de Nernst
- 4 Utilisation de la formule de Nernst pour prévoir l’état d’équilibre d’une pile ou d’une solution
- 4.1 Aspect qualitatif : décharge d’une pile
- 4.2 Généralisation : mélange de plusieurs couples dans une mˆeme solution
- 4.3 Aspect quantitatif : lien entre les potentiels rédox et la constante d’équilibre d’une réaction d’oxydoréduction
- 4.4 Détermination d’un nouveau potentiel standard
- 5 Prévoir les espèces majoritaire, les espèce incompatibles : les diagrammes de prédominances
- 5.1 Position du problème
- 5.2 Diagramme de prédominance pour une espèce en solution
- 5.3 Cas de la présence d’une forme solide : les diagrammes d’existence
- 5.4 Utilisation des diagrammes de prédominance et d’existence pour prévoir une réaction d’oxydoréduction 16
- 5.5 Forces des oxydants et des réducteurs
Chapitre 22 - Réactions de dissolution et précipitation en solution aqueuse ( PDF )
- 1 Dissolution d’un solide ionique
- 1.1 Mise en évidence expérimentale
- 1.2 Constante d’équilibre associée à l’équation de dissolution : le produit de solubilité
- 1.3 Condition d’existence du précipité (pas d’équivalent dans les chapitres précédents)
- 1.4 Précipitation compétitive : détermination de la constante d’équilibre de la réaction
- 2 Solubilité d’un solide (pas d’équivalent dans les chapitres précédents)
- 2.1 Solubilité dans l’eau pur
- 2.2 Solubilité dans une solution aqueuse quelconque
- 3 Domaine d’existence d’un précipité
- 3.1 Diagramme d’existence d’un précipité
- 3.2 Application : précipitation sélective
- 3.3 Application : Solubilité des hydroxydes amphotères.
Chapitre 21 - Réactions de complexation en solution aqueuse ( PDF )
- 1. Un complexe : un cation métallique et un ligand liés par une liaison de coordination
- 2. Réactions de formation et de dissociation des complexes
- 2.1 La constante de dissociation : constante d’équilibre de la réaction de dissocitation
- 2.2 La constante de formation : constante d’équilibre de la réaction de formation d’un complexe
- 2.3 Compétition entre deux cations métalliques : détermination de la constante d’équilibre de réaction
- 3 Composition d’une solution en fonction de la quantité de ligands présents du milieu
- 3.1 Prépondérance du cation ou d’une forme complexe en fonction de la quantité de ligand, le diagramme de prépondérance
- 3.2 Distribution du cation ou des formes complexes en fonction de la quantité de ligand, le diagramme de distribution
Chapitre 20 - Réactions acidobasiques ( PDF )
- 1 Réaction acide-base : une réaction chimique avec échange de protons
- 1.1 Acide et base selon Bronsted et Lowry (1923) : donneur ou accepteur de proton
- 1.2 L'eau, une espèce amphotère
- 1.3 Une réaction acidobasique : un échange de proton entre un acide et une base
- 2 Constante d'acidité : la constante d'équilibre de la réaction de dissociation d'un acide dans l'eau
- 2.1 Hydrolyse complète d'un acide fort dans l'eau
- 2.2 Une acide faible : un équilibre entre la forme acide et la forme basique
- 2.3 La réaction d'autoprotolyse de l'eau
- 2.4 Utilisation des constantes d'acidite pour déterminer la constante d'équilibre d'une réaction acide-base
- 2.5 Modele de la réaction prépondérante et echelle d'acidite
- 3 Composition d'une solution en fonction de l'acidite du milieu
- 3.1 Une mesure du nombre d'ions oxonium : le potentiel hydrogène
- 3.2 Prépondérance de la forme acide ou basique en fonction du pH, le diagramme de prépondérance
- 3.3 Distribution des formes acides et basiques en fonction du pH, le diagramme de distribution
Chapitre 19 - Mouvement de particules chargées dans les champs E et B ( PDF )
- 1 Force de Lorentz exercée sur une charge ponctuelle
- 1.1 Composante électrique de la force de Lorentz
- 1.2 Composante magnétique de la force de Lorentz
- 1.3 Puissance de la force de Lorentz
- 2 Mouvement d’une charge dans un champ électrostatique uniforme
- 2.1 Trajectoire d’une charge dans un champ électrostatique uniforme
- 2.2 Travail de la composante électrique, lien avec le potentiel électrique
- 2.3 Accélération d’une charge par un champ électrostatique
- 3 Mouvement d’une charge dans un champ magnétostatique uniforme
- 3.1 Établissement des équations différentielles du mouvement
- 3.2 Une application : Le Cyclotron de Lawrence
Chapitre 18 - De la structure des molécules et ions à leurs propriétés physiques ( PDF )
- 1 Modèle de Lewis de la liaison covalente
- 1.1 La liaison covalente localisée : un doublet d’électrons mis en commun
- 1.2 Un nombre limite de liaisons dans les deux premières périodes : les règles du duet et de l’octet
- 1.3 Modèle de Lewis des ions et molécules
- 2 Géormétrie et polarité des entités chimiques
- 2.1 La géométrie d’une molécule, une histoire de minimiation d’énergie
- 2.2 La polarité d’une liaison, une histoire de différence d’électronégativité
- 2.3 La polarité d’une molécule, une histoire de dissymétrie
- 3 Relations entre la structure des entités et leur propriétés physiques
- 3.1 Des interactions entre dipôles, les liaisons faibles
- 3.2 Des températures de changement d’état dépendant de la nature des liaisons faibles
- 3.3 Solubilité et miscibilité d’espèces, une histoire de ressemblance
Chapitre 17 - De la structure électronique des éléments à leurs propriétés chimiques ( PDF )
- 1 Lire le tableau périodique des éléments
- 1.1 Organisation du tableau périodique
- 1.2 Les informations immédiatement lisible
- 2 Structuré électronique des atomes et des ions
- 2.1 Couches, sous-couches, orbitales, états quantiques : la structure du nuage électronique
- 2.2 Détermination de la structure électronique : règles de remplissage
- 3 Évolution des propriétés physiques des éléments
- 3.1 Évolution du rayon atomique
- 3.2 Énergie de première ionisation
- 3.3 Énergie d’attachement et affinité électronique
- 4 Évolution des propriétés chimiques des éléments
- 4.1 Évolution du caractère oxydoréducteur des corps simples (résumé du TP 12)
- 4.2 Évolution du caractère acidobasique des oxydes (résumé du TP 12)
- 4.3 Évolution de la nature d’une liaison forte
- 5 Petit inventaire des familles et leurs propriétés
Chapitre 16 - Formation des images ( PDF )
- 1 Image d’un objet à travers un miroir plan
- 1.1 Un premier système optique, le miroir plan
- 1.2 Tracé d’un rayon réfléchi, tracé d’une image
- 1.3 Images et objets conjugués à travers un système optique
- 2 Stigmatisme et aplanétisme des systèmes optiques
- 2.1 Stigmatisme et aplanétisme rigoureux : quand l’image d’un point est point et l’image d’un plan est
- un plan
- 2.2 Des conditions expérimentales pour s’approcher du stigmatisme : les conditions de Gauss
- 3 Les lentilles minces sphériques
- 3.1 Des dioptres sphériques aux lentilles minces
- 3.2 Foyers principaux, distances focales, vergence
- 3.3 Détermination des caractéristiques d’une image/d’un antécédent par construction
- 3.4 Foyers secondaires, plans focaux, tracé du cheminement d’un rayon quelconque
- 3.5 Grandissement transversal et relations de conjugaisons
- 3.6 Application : condition de formation d’une image
- 4 Exemples de systèmes optiques modélisable par une seule lentille
- 4.1 L’oeil, un dispositif à distance focale variable
- 4.2 L’appareil photographique
- 5 Exemples de systèmes optiques modélisable par deux lentilles
- 5.1 Le cas trivial des lentilles accolées
- 5.2 La lunette astronomique, un exemple de système afocal
- 5.3 Le microscope, un exemple de système focal
Chapitre 15 - Propagation de la lumière, lois de Snell-Descartes ( PDF )
- 1 Les sources lumineuses
- 2 Propagation de la lumière dans les milieux linéaires
- 2.1 Propagation dans le vider
- 2.2 Modèle du milieu linéaire, transparent, homogène et isotrope
- 2.3 Approximation de l’optique géométrique
- 3 Passage d’un MLTHI à un autre : les lois de (Al-Hazen-Bacon-)Snell-Descartes
- 3.1 Énoncé des lois de la réflexion et de la réfraction
- 3.2 Application de la réflexion totale : le fibre optique à saut d’indice
Chapitre 14 - Théorèmes énergétiques (version 2021) ( PDF )
- 1. Travail et puissance reçues par un système, dans un référentiel, de la part du milieu extérieur
- 1.1. Travail par un système, de la part du milieu extérieur, par l’intermédiaire d’une force
- 1.2. Puissance reçue par un système, de la part du milieu extérieur, par l’intermédiaire d’une force
- 2 Théorème de la puissance cinétique, théorème de l’énergie cinétique
- 2.1. Une énergie liée à la vitesse : l’énergie cinétique
- 2.2. Théorème de la puissance cinétique
- 2.3. La version intégrale du TPC : le théorème de l’énergie cinétique
- 3. Travail d’une force conservative et variation de l’énergie potentielle
- 3.1. Le travail élémentaire d’une force conservative est l’opposé de la différentielle de l’énergie potentielle
- 3.2. Les forces conservatives usuelles
- 3.3. Une force conservative dérive d’une énergie potentielle
- 4. De la (non) conservation de l’énergie mécanique
- 4.1. L’énergie mécanique : la somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle
- 4.2. Théorème de l’énergie mécanique : la variation de l’énergie mécanique est égale au travail des forces
- non conservatives
- 4.3. La conservation de l’énergie mécanique dans le cas particulier des forces conservatives
- 5. Mouvement à 1 degré de liberté d’un particule soumis à des forces conservatives
- 5.1. Cadre d’étude
- 5.2. Domaines accessibles à la trajectoire
- 5.3. Position d’équilibre
- 5.4. Principe de l’approximation harmonique
Chapitre 13 - Lois de Newton ( PDF )
- 1 La première loi de Newton : le principe d’inertie
- 1.1 Modèle du point matériel
- 1.2 Quantité de mouvement d’un point matériel
- 1.3 Système isolé et système pseudo-isolé
- 1.4 Le principe d’inertie : un système isolé possède un mouvement rectiligne et uniforme dans un référentiel galiléen
- 2 Notions de forces
- 2.1 Qu’est-ce qu’une force ?
- 2.2 Décrire une force : une norme, une direction, un sens, un point d’application
- 2.3 Inventaire à la Prévert des forces
- 2.4 La troisième loi de Newton : le principe des actions réciproques
- 3 La seconde loi de Newton : le principe fondamental de la dynamique
- 3.1 Le principe fondamental de la dynamique ou loi de la quantité de mouvement
- 3.2 Comment traiter un exercice de mécanique ?
- 4 Mouvements dans le champ de pesanteur uniforme
- 4.1 Exercices : mouvement dans le champ de pesanteur, sans frottement
- 4.2 Exercice : La chute avec frottements fluides linéaires
- 4.3 Approche numérique : Le tir balistique avec frottements fluides quadratiques
- 4.4 Exercice : Le pendule simple
Chapitre 12 - Description et paramétrage du mouvement d’un point (version 2021) ( PDF )
- 1 Décrire le mouvement d’un point
- 1.1 De la relativité du mouvement : le choix d’un référentiel
- 1.2 Un vecteur pour repérer la position d’un point : le vecteur position
- 1.3 Un vecteur pour repérer le déplacement entre deux positions : le vecteur déplacement élémentaire
- 1.4 La vitesse : la dérivée temporelle du vecteur position
- 1.5 L’accélération : la dérivée temporelle de la vitesse
- 2 Les systèmes de coordonnées usuels
- 2.1 Base vectorielle
- 2.2 Le produit vectoriel
- 2.3 Le repère cartésien
- 2.4 Les repères polaires (2D) et cylindrique (3D)
- 2.5 Les repères polaire (2D) et sphérique (3D)
- 3 Quelques exemples de mouvements de points matériels
- 3.1 Mouvements non accéléré ; mouvement uniformément accéléré
- 3.2 Mouvement circulaire
- 3.3 Application : interprétation physique des composantes du vecteur accélération
Chapitre 11 - Description d'un système et son évolution vers un état final (version 2021) ( PDF )
- 1 Décrire l’état d’un système chimique
- 1.1 Concentration d’une espèce en solution
- 1.2 Espèce en phase gazeuse
- 1.3 Espèce dans un mélange
- 1.4 Masse volumique d’une phase condensée
- 2 Décrire l’évolution d’un système chimique
- 2.1 La réaction chimique : un modèle pour une transformation chimique
- 2.2 Décrire l’état d’avancé d’une réaction chimique : l’avancement molaire
- 2.3 Cas où le taux d’avancement est proche de 1 : les réactions quantitatives et les réactions totales
- 3 Détermination expérimental de l’état d’un système : rappel sur les dosages
- 3.1 Titrage pH-métrique
- 3.2 Titrage par conductimétrie
- 3.3 Dosage par étalonnage
- 3.4 Titrage indirect ou en retour
- 4 Prévoir l’évolution d’un système vers un état d’équilibre
- 4.1 L’Activité chimique, une grandeur intensive caractéristique de l’état physico-chimique d’une espèce
- 4.2 Quotient de réaction
- 4.3 Constante d’équilibre : la valeur particulière du quotient de réaction à l’équilibre thermodynamique
- 4.4 Prévision du sens d’évolution : le quotient de réaction tend vers la constante d’équilibre
- 4.5 Réaction totale, réaction quantitative, réaction non quantitative
- 4.6 Quelques exemples
Chapitre 10 - Filtrage linéaire analogique passif ( PDF )
- 1 Principe du filtrage : modifier l’amplitude des harmoniques
- 1.1. Tout signal peut se décomposer en une somme discrète ou continue de sinusoïdes
- 1.2. Le filtrage : modifier un signal en modifiant son spectre
- 1.3. Les principaux filtres
- 2. Définition d’un quadripôole, d’une fonction de transfert, du diagramme de Bode à d’un exemple : le circuit RC série
- 2.1 Étude de la réponse en fréquence d'un circuit RC série : la fonction de transfert
- 2.2. Utilisation de la fonction de transfert pour d ?eterminer le signal de sortie
- 2.3 Recherche d'une représentation graphique : le diagramme de Bode
- 2.4 Tracé (ou justifier le tracer) du diagramme de Bode du filtre RC
- 2.5 Utilisation du diagramme de Bode pour déterminer les propriétés du signal de sortie
- 3 Filtres usuels d'ordre 1 et 2
- 3.1 Filtres du premier ordre
- 3.2 Filtres du second ordre
Chapitre 9 - Systèmes linéaires et régime sinusoïdal forcé ( PDF )
- I. Les signaux périodiques
- I.1 Les signaux sinusoïdaux
- I.2 La valeur moyenne d'un signal périodique
- I.3 La valeur efficace d'un signal périodique
- I.4 Somme de deux signaux sinusoïdaux de même pulsation
- II. Un premier exemple : de la limite de la résolution directe d’une équation différentielle
- II.1. Le problème à résoudre
- II.2. Établissement de l’équation différentielle
- II.3. Recherche de la solution générale de l'équation sans second membre
- II.4. Recherche de la solution particulière de l'équation avec second membre
- II.5. Distinction entre régime transitoire et régime permanent
- III. Un outil puissant en RSF : la notation complexe
- III.1. Notation complexe d'un signal sinusoïdal
- III.2. Lien entre notation complexe et vecteur de Fresnel
- III.3. Propriétés d'un signal complexe
- III.4. Application à la détermination de la solution particulière d'une équation différentielle
- IV. Les dipôles usuels en RSF : Impédance et admittance
- IV.1. L'impedance complexe d'un dipôle : le rapport de la tension complexe sur le courant complexe
- IV.2. L'impedance des dipôles usuels
- IV.3. L'admittance complexe d'un dipôle : le rapport du courant complexe sur la tension complexe
- IV.4. Résumé
- IV.5. Associations de dipôle
- V. Les lois de l'électrocinétique en regime sinusoïdal forcé
- V.1. Lois de Kirchhoff
- V.2. Lois des diviseurs de tension et courant
- V.3. Lois des noeuds en terme de potentiels
- V.4. Le théorème de Millmann : une réecriture de la loi des noeuds en terme de potentiels
- V.5. Conséquence de la linéarité des dipôles et des lois de Kirchhoff, le théorème de superposition.
- VI. Retour sur le circuit RLC : phénomène de resonance
- VI.1 Rappel des hypothèses : regime sinusoïdal force et approximation des régimes quasi-stationnaires
- VI.2. Détermination de la tension Uc
- VI.3. Étude de la résonance en tension
- VI.4. Étude le la résonance en courant
- VII. Travaux dirigés : Vibrations d'un moteur
Chapitre 8 - Suivi temporelle d'une transformation chimique ( PDF )
- 1 Décrire une transformation chimique
- 1.1 La réaction chimique : un modèle pour une transformation chimique
- 1.2 Décrire l’évolution du système
- 1.3 Etat Final d’une transformation chimique totale
- 2 Suivi temporelle d'une réaction, vitesse de réaction
- 2.1 Hypothèses : Système fermé et homogène, transformation isochore, monobare, monotherme
- 2.2 Réaction lente ou rapide ?
- 2.3 Temps de demi-réaction
- 2.4 Vitesse d’apparition et de disparition d’une espèce chimique
- 2.5 Vitesse d’une réaction chimique
- 2.6 Vitesse volumique de réaction
- 3 Loi de vitesse : lorsque la concentration influe sur la vitesse volumique de réaction
- 3.1 Les facteurs cinétiques
- 3.2 Loi de vitesse
- 3.3 Réaction avec ou sans ordre courant
- 3.4 Réaction admettant un ordre initial
- 4 Expression de la concentration en fonction du temps dans le cas d'ordre simple
- 4.1 Réaction d'ordre nul
- 4.2 Réaction d'ordre un
- 4.3 Réaction d'ordre deux
- 4.4 Détermination d'un ordre simple l'aide des temps de demi-reaction
- 4.5 Determination d'un ordre simple par methode integrale
- 5 Dépendance de la vitesse avec la temperature : loi empirique d'Arrhenius
- 5.1 La loi empirique d'Arrhenius
- 5.2 Mesure experimentale de l'énergie d'activatio
- 5.3 Théorie des collisions
- 5.4 Initiation aux mécanismes réactionnels (exemple des réactions SN1 et SN2)
- 5.5 Confirmer un mécanisme par l'expérience
Chapitre 7 - Dosages et autres révisions du lycée
- I Décrire un système physico-chimique
- I.1 Un système physico-chimique : une ou plusieurs substances incluses dans un certain do-
- maine de l’espace
- I.2 Comment décrire l’état d’un système ?
- I.3 Paramètres intensifs ou extensifs
- I.4 Une phase : lorsque les grandeurs intensives sont continues
- I.5 Décrire la composition d’un système quelconque
- I.6 Décrire une espèce en solution
- I.7 Décrire un système gazeux
- I.8 Pression partielle
- II Comment décrire l’évolution d’un système chimique
- II.1 Réactif limitant
- II.2 Stoechiométrie
- II.3 Avancement
- II.4 Tableau d’avancement molaire
- II.5 Avancement maximal x max
- II.6 État final
- II.7 Cas d’un mélange stoechiométrique
- III Comment déterminer la concentration d’une espèce colorée en solution
- III.1 Absorbance
- III.2 Spectre d’absorption A = f (λ)
- III.3 Courbe d’étalonnage A = f (C)
- III.4 Loi de Beer-Lambert
- IV Comment déterminer la concentration d’une espèce ionique en solution
- IV.1 Conductivité d’une solution
- IV.2 Relation entre la conductivité et la concentration
- IV.3 Analogie avec la loi de Beer-Lambert
- IV.4 Loi de Beer-Lambert
- V Dosage par étalonnage
- V.1 Définitions
- V.2 Courbe d’étalonnage
- V.3 Détermination de la concentration
- VI Qu’est-ce qu’une réaction nucléaire ?
- VI.1 Réactions nucléaires spontanées
- VI.2 Réactions nucléaires provoquées
- VI.3 Comment écrire une équation de réaction nucléaire ?
- VI.4 Quelle est l’énergie libérée par une réaction nucléaire ?
Chapitre 6 - Régimes transitoires des systèmes linéaires d'ordre 2 ( PDF )
- I Trois problèmes, une équation : rappels sur l'oscillateur harmonique
- I.1 Le circuit LC
- I.2 Mouvement horizontal sans frottement d’une masse accrochée à un ressort
- I.3 Pendule simple
- II Deux exemples d’oscillateurs amortis
- II.1 Exercice 1 : Le circuit RLC série
- II.2 Masse suspendue è un ressort avec frottement fluide
- III L’équation différentielle de l’oscillateur amorti
- III.1 Solution générale de l’EDL2, comme somme de la solution générale solution particulière de l’EDL2
- III.2 La forme de la solution dépend du facteur de qualité
- III.3 Cas Q < 0.5 soit Delta > 0 : le régime apériodique
- III.4 Cas Q = 0.5 soit Delta = 0 : le régime critique
- III.5 Cas Q > 0.5 soit Delta < 0 : le régime pseudo-périodique
- III.6 Cas Q >> 0.5 soit Delta << 0 : l’oscillateur harmonique très peu amorti.
- III.7 Résumé
- III.8 Et si Q < 0, une introduction aux systèmes instables
Chapitre 5 - Régimes transitoires des systèmes linéaires du premier ordre ( PDF )
- I. Position du problème, hypothèses et notations
- II. Un premier exemple, le circuit RC série
- II.1. Un Description du circuit RC série
- II.2. Etablissement de l’équation différentielle dans le cas d’une réponse à un échelon
- II.3. Comment résoudre une équation différentielle linéaire du premier ordre à coefficients constants ?
- II.4. Un outil graphique : le portrait de phase
- II.5. Résolution de l’équation différentielle à l’aide des conditions initiales
- II.6. Interprétation des résultats
- II.7. A vous de jouer : régime libre du circuit RC série
- II.8. Etude énergétique d’une charge et d’une décharge d’un condensateur
- III. Un second exemple, le circuit RL série
- III.1. Description du circuit RL série
- III.2. Etablissement de l’équation différentielle dans le cas d’une réponse à un échelon
- III.3. Résolution de l’équation différentielle à l’aide des conditions initiales
- III.4. Interprétation des résultats
- III.5. A vous de jouer : régime libre du circuit RL série
Chapitre 5 - Régimes transitoire des systèmes linéaires du premier ordre ( PDF )
- I. Position du problème, hypothèses et notations
- II. Un premier exemple, le circuit RC série
- II.1. Un Description du circuit RC série
- II.2. Etablissement de l’équation différentielle dans le cas d’une réponse à un échelon
- II.3. Comment résoudre une équation différentielle linéaire du premier ordre à coefficients constants ?
- II.4. Un outil graphique : le portrait de phase
- II.5. Résolution de l’équation différentielle à l’aide des conditions initiales
- II.6. Interprétation des résultats
- II.7. A vous de jouer : régime libre du circuit RC série
- II.8. Etude énergétique d’une charge et d’une décharge d’un condensateur
- III. Un second exemple, le circuit RL série
- III.1. Description du circuit RL série
- III.2. Etablissement de l’équation différentielle dans le cas d’une réponse à un échelon
- III.3. Résolution de l’équation différentielle à l’aide des conditions initiales
- III.4. Interprétation des résultats
- III.5. A vous de jouer : régime libre du circuit RL série
Chapitre 4 - Introduction à l'électrocinétique ( PDF )
- I. Charge électrique, intensité du courant
- I.1. Les différents porteurs de charges, les différents types de conducteurs
- I.2. Conservation de la charge électrique
- I.3. Le courant électrique
- I.4. Mesure du courant électrique, choix d’une orientation
- II. Potentiel, référence de potentiel, tension
- II.1. Energie potentielle, potentielélectrique
- II.2. La masse : une référence de potentiel. Potentiel en un point
- II.3. La tension : une différence de potentiel
- II.4. De la conservativité de la force electrostatique à la loi d'additivité des tensions.
- III. Approximation des régimes quasi-stationnaires et lois de Kirchhoff
- III.1. Régime continu, régime variable
- III.2. Approximation des régimes quasi-stationnaires
- III.3. Conséquence 2 : Première loi de Kirchhoff, la loi des noeuds
- III.4. Conséquence de l'additivité des tension : deuxième loi de Kirchhoff, la loi des mailles
- IV. Puissance absorbée par un dipôle
- IV.1. Dipôle électrique, un composant avec deux bornes
- IV.2. Puissance effectivement consommée par un récepteur, puissance effectivement fournie par un générateur
- IV.3. Puissance re ?ue par un dipôle
- IV.4. Choix d’une convention d’orientation
- IV.5. Puissance consommée ou fournie par un dipôle
- V. Caractéristique tension-courant des dipôles
- V.1. Caractéristique d’un dipôle : la donnée de la fonction U = f (I)
- V.2. Dipôles symétriques, dipôles polarisés
- V.3. Dipôle passif, dipôle actif
- V.4. Utilisation de la caractéristique pour déterminer un point de fonctionnement
- VI. Dipôles linéaires usuels
- VI.1. Dipôle linéaire
- VI.2. Le conducteur ohmique
- VI.3. Le condensateur
- VI.4. Bobine idéale
- VI.5. Les sources de tension
- VI.6. Les sources de courant
- VII. Associations de résistance
- VII.1. Association en série de résistors : la somme des résistances
- VII.2. Association en parallèle de résistors : la somme des conductances
- VII.3. Association série et parallèle de bobines
- VII.4. Association série et parallèle de condensateurs
- VII.5. Association de sources réelles
- VIII. Lois des réseaux linéaires
- VIII.1. Conséquence de la linéarité des dipôles : le théorème de superposition
- VIII.2. Loi des noeuds en terme de potentiels
- VIII.3. Le diviseur de tension
- VIII.4. Le diviseur de courant
- VIII.5. Résistance de sortie d’un générateur
- VIII.6. Résistance d’entrée et de sortie d’un quadripôle
Chapitre 3 - Propagation des signaux, un brèsve introduction à la physique des ondes ( PDF )
- 1 Propagation d’un signal, le modèle de l’onde progressive
- 1.1 L’onde, la propagation d’une grandeur vibrante
- 1.2 Les ondes progressives unidimensionnelle : des ondes se propageant dans une direction sans se déformer ni s’atténuer
- 2 Ondes progressives harmoniques : des ondes décrites par des fonctions sinusoïdales du temps
- 2.1 Modèle de l’onde progressive harmonique unidimensionnelle
- 2.2 Période spatiale, période temporelle : la double périodicité des ondes progressives harmoniques
- 2.3 Parenthèse sur l’effet Doppler (parce que ça tombe) : un effet dˆu au changement de référentiel
- 3 Phénomènes d’interférences
- 3.1 Expérience de la cuve à ondes
- 3.2 Somme de 2 ondes sinusoïdales en un point de l’espace, méthode de Fresnel
- 3.3 Conditions d’interférences constructives et destructives : une histoire de déphasage
- 4 Ondes stationnaires
- 4.1 Observation des modes propres d’une corde vibrante : expérience de la corde de Melde
- 4.2 Réflexion d’une onde progressive
- 4.3 Détermination des modes propres d’une corde de Melde
- 4.4 Application à la musique : corde de guitare (décomposition selon les modes propres
- 4.5 D’autres applications : les instruments à vent
- 4.6 Ondes stationnaires en dimensions supérieures
Chapitre 2 - Oscillateur harmonique ( PDF )
- 1 Mise en évidence du phénomène
- 1.1 Description du système masse ressort
- 1.2 Observation du signal image de l’altitude
- 2 Description et mise en équation du phénomène physique ; notion de modèle en physique
- 2.1 Modélisation du problème
- 2.2 Mise en équation : recherche de la position d’équilibre
- 2.3 Mise en équation : établissement de l’équation du mouvement
- 3 Résoudre une équation différentielle linéaire d’ordre 2 à coefficient constant
- 3.1 Une équation différentielle : une équation vérifiée par une fonction et ses dérivées
- 3.2 L’équation différentielle de l’oscillateur harmonique
- 3.3 Résolution (à la sauce physique) d’une équation différentielle linéaire d’ordre 2 type oscillateur harmonique, à coefficients constants
- 4 Le signal sinusoïdal, solution d’une équation différentielle de type oscillateur harmonique
- 4.1 Un signal périodique : un signal se répétant à intervalle de temps régulier
- 4.2 Description d’un signal sinusoïdal
- 4.3 Équivalence des deux formes de signaux trigonométriques
- 5 Résolution de l’équation différentielle de l’oscillateur harmonique
- 5.1 Retour sur la masse suspendue au ressort (travaux dirigés)
- 5.2 Aspect énergétique : conservation de l’énergie mécanique du système
- 5.3 Confrontation du modèle et de l’expérience
- 5.4 Détermination de la raideur d’un ressort à partir d’un oscillogramme
Chapitre 1 - Analyse dimensionnelle, unités, ordres de grandeur... ( PDF )
- I. Les dimensions en sciences physiques
- I.1. On ne mélange pas les choux et les carottes
- I.2. Deux grandeurs comparables ont la même dimension
- I.3. Les 7 dimensions fondamentales
- I.4. Vérification de l'homogénéité d'une formule
- I.5. Équation aux dimensions
- II. Les unités
- II.1. Une grandeur de référence pour comparer toutes les autres : la grandeur étalon
- II.2. Définition d’une unité à partir d’une grandeur étalon
- II.3. Les unités du système international
- II.4. Conversion d'unités
- III. Les chiffres significatifs
- III.1. Des mesures à la précision limitée
- III.2. Définition des chiffres significatifs
- III.3. Règles pour déterminer le nombre de chiffres significatifs
- IV. Les ordres de grandeurs
- IV.1. De la nécessité des ordres de grandeurs
- IV.2. L’ordre de grandeur ou la puissance de 10 la plus proche
- V. Que faire devant une formule en sciences physiques ?