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Préparation aux épreuves du Bac
1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Modélisation des transformations acide-base
Ch. 2
Analyse physique d'un système chimique
Ch. 3
Méthode de suivi d'un titrage
Ch. 4
Évolution temporelle d'une transformation chimique
Ch. 5
Évolution temporelle d'une transformation nucléaire
BAC
Thème 1
Ch. 6
Évolution spontanée d'un système chimique
Ch. 7
Équilibres acide-base
Ch. 8
Transformations chimiques forcées
Ch. 9
Structure et optimisation en chimie organique
Ch. 10
Stratégies de synthèse
BAC
Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Description d'un mouvement
Ch. 12
Mouvement dans un champ uniforme
Ch. 13
Mouvement dans un champ de gravitation
Ch. 14
Modélisation de l'écoulement d'un fluide
BAC
Thème 2
3. Conversions et transferts d'énergie
Ch. 15
Étude d’un système thermodynamique
Ch. 16
Bilans d'énergie thermique
BAC
Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 17
Propagation des ondes
Ch. 18
Interférences et diffraction
Ch. 19
Lunette astronomique
Ch. 20
Effet photoélectrique et enjeux énergétiques
Ch. 21
Évolutions temporelles dans un circuit capacitif
BAC
Thème 4
Annexes
Ch. 22
Méthode
Chapitre 5
Activité 3 - Activité d'exploration
Homo luzonensis
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Objectifs : Écrire l'équation d'une désintégration radioactive.
Expliquer le principe de la datation à l'aide de noyaux radioactifs et dater un événement.
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Problématique de l'activité
Le 10 avril 2019, une équipe de chercheurs a découvert une nouvelle espèce du genre Homo sur l'île de Luçon aux Philippines. Cette espèce présente à la fois des caractères primitifs proches de l'Australopithecus et d'autres, plus récents, proches d'Homo sapiens. Il s'agirait donc de la cinquième espèce du genre Homo.
Cette espèce est-elle plus ancienne que la nôtre ?
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Doc. 1Grotte de Callao
Les chercheurs ont trouvé depuis 2007 treize ossements (dents, phalanges et fémurs) dans la grotte de Callao, située sur l'île de Luçon aux Philippines. Une datation comparative permet d'évaluer leur présence, il y a plus de 45 000 ans. Des fossiles d'Homo sapiens vieux de 30 000 à 40 000 ans ont également été retrouvés à proximité de l'île ainsi que des fossiles de rhinocéros vieux de 700 000 ans. Ces derniers présentent des traces de découpes avec des outils, attestant de la présence de l'Homo sapiens à cette période, ce qui complique la détermination de l'âge d'Homo luzonensis.
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Doc. 2Principe de la datation
La datation d'un isotope radioactif se fait grâce au rapport du nombre de
noyaux initiaux N_0 par rapport à celui d'un instant t, noté N(t).
Chaque isotope radioactif présente un temps de demi-vie t_{1/2}. Au bout d'un temps égal à 5 t_{1/2}, 97 % des noyaux présents initialement sont désintégrés. À ce moment‑là, la datation n'est plus fiable.
Chaque isotope radioactif présente un temps de demi-vie t_{1/2}. Au bout d'un temps égal à 5 t_{1/2}, 97 % des noyaux présents initialement sont désintégrés. À ce moment‑là, la datation n'est plus fiable.
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Doc. 3Caractéristiques des isotopes
On présente ci-dessous un tableau recensant, pour diverses espèces chimiques, quelques paramètres estimés de leur comportement en tant que gaz réel :
| Isotope radioactif | Type | Temps de demi-vie |
|---|---|---|
| Uranium ^{238}\text{U} | \alpha | 4,47 × 109 a |
| La quantité initiale dans l'échantillon de 120 μg provient d'un apport journalier dans l'eau et les aliments. | ||
| Carbone ^{14}\text{C} | \beta ^- | 5 734 a |
| On estime à environ 14 ng la masse initiale de carbone 14 dans l'échantillon osseux. | ||
| Césium ^{137}\text{Cs} | \beta ^- | 30,1 a |
| La quantité initiale n'est pas prévisible, elle dépend du degré de contamination des aliments ingérés. | ||
| Potassium ^{40}\text{K} | \beta ^- | 1,25 × 109 a |
| La quantité initiale dans le corps humain dépend essentiellement de la taille et de la masse du corps. Avec le peu d'informations connues sur l'espèce, on l'estime égale à 3,5 \pm 0,7 mol. | ||
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Questions
Compétence(s)
APP : Formuler des hypothèses
VAL : Faire preuve d'esprit critique
VAL : Faire preuve d'esprit critique
1. Lister les critères à prendre en compte dans le choix d'une méthode de datation.
2. En considérant les temps de demi-vie, préciser quels isotopes radioactifs ne permettent pas de dater les ossements trouvés.
3. En déduire quel est l'isotope radioactif le plus adapté à la datation des ossements découverts. Écrire l'équation de sa réaction de désintégration.
4. Les résultats montrent que les ossements contiennent 3,035 27 × 1017 noyaux encore présents de masse molaire M = 238 g·mol-1. Déterminer l'âge de ces ossements.
5. Situer chronologiquement Homo luzonensis par rapport à Homo sapiens.
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Synthèse de l'activité
Rédiger le protocole expérimental permettant de dater un ossement ou tout autre artefact découvert en archéologie.
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YolèneÉmilieJean-PaulFatimaSarah