Enseignement scientifique 1re - 2023

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Esprit critique
Une longue histoire de la matière
Ch. 1
Les éléments chimiques
Ch. 2
Les cristaux, des édifices ordonnés
Ch. 3
Une structure complexe : la cellule
Le Soleil, notre source d'énergie
Ch. 5
Le bilan radiatif terrestre
Ch. 6
Énergie solaire, photosynthèse et nutrition
Ch. 7
Énergie solaire et humanité
La Terre, un astre singulier
Ch. 8
La forme de la Terre
Ch. 9
L’Histoire de l'âge de la Terre
Ch. 10
La Terre dans l'Univers
Son et musique, porteurs d'information
Ch. 11
Son et musique
Ch. 12
Le son, une information à coder
Ch. 13
Entendre et protéger son audition
Projet expérimental et numérique
Livret Maths
Annexes
Chapitre 4
Exercices

Zone d'échauffement

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Savoir-faire - Parcours d'apprentissage

ActivitésExercices
et
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QCU

Pour chacune des phrases suivantes, choisissez l'unique bonne réponse.

1. La puissance surfacique reçue par le sol :




2. Les saisons dans l'hémisphère sud :




3. Si à Lyon, il fait plus chaud en été qu'en hiver :




4. Une étoile dont le maximum d'émission se situe dans le rouge :




5. Une exposition importante au Soleil est dangereuse pour l'être humain car :




6. La relation d'Einstein permettant de relier la diminution de masse du Soleil à l'énergie émise s'écrit sous la forme :






7. L a loi de Wien s'écrit, avec \beta=2,90 \times 10^{-3} m·K, sous la forme :






8. Concernant l'angle d'incidence i des rayons solaires à la surface terrestre :




9. D'après la loi de Stefan-Boltzmann, plus la température de surface est élevée :


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La loi de Wien

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Exercice 1
Bételgeuse est une étoile de type supergéante rouge environ 1~000 fois plus grosse que notre Soleil. Son spectre, en faisant l'hypothèse qu'elle peut être considérée comme un corps noir, présente un maximum à 8,06 \times 10^{-7} m.

Placeholder pour BételgeuseBételgeuse
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Déterminez la température de surface de Bételgeuse en kelvin (K).
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Exercice 2
L'étoile Stephenson 2-18 est l'une des plus grandes étoiles connues avec un rayon 2~150 fois plus grand que celui du Soleil. Dans l'hypothèse du corps noir, son spectre présente un maximum à 906 nm.

Déterminez la température de surface de l'étoile en kelvin (K) puis en degré Celsius (°C).
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Exercice 3
2M1207 est l'une des plus petites étoiles observées avec une masse d'environ 25 fois celle de Jupiter. Elle a une température de surface de 2~550 K.

Déterminez la longueur d'onde pour laquelle cette étoile émet un rayonnement maximal.
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Exercice 4
Arcturus est une géante rouge en fin de vie dont le diamètre est 25 fois plus grand que celui du Soleil. Son spectre présente un maximum \lambda_{\max }=6,74 \times 10^{-7} m.

Calculez la température de surface d'Arcturus.
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La loi de Stefan

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Exercice 5
La Terre a une température de surface de 288 K.

Calculez la puissance surfacique émise par la Terre.
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Exercice 6
VY Canis Majoris est une des plus grandes étoiles jamais observées. Elle émet une puissance surfacique P_{\mathrm{s}}=5,9 \times 10^6 \mathrm{~W} \cdot \mathrm{m}^{-2} W·m-2.

Déterminez la température de cette étoile.
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Exercice 7
Mars a une température de surface de -63 °C.

Calculez la puissance surfacique émise par Mars.
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Exercice 8
Rigel est une supergéante bleue 40~000 fois plus lumineuse que le Soleil. Elle émet une puissance surfacique P_{\mathrm{s}}=5,7 \times 10^8 \mathrm{~W} \cdot \mathrm{m}^{-2}.

Calculez la température de cette étoile.

Placeholder pour Rigel, une supergéante bleue Rigel, une supergéante bleue
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Constellation d'Orion. Elle abrite les deux supergéantes Bételgeuse (en bas à gauche) et Rigel (en haut à droite).
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La réception de l'énergie solaire sur Terre

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Exercice 9
Plus on s'éloigne de l'équateur et on se rapproche des pôles, plus les températures moyennes observées diminuent.

Décrivez ce phénomène.
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Exercice 10
Schéma
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Expliquez en quoi ce schéma permet d'expliquer les différences dans la réception de l'énergie solaire du point du vue :

a. spatial.
b. temporel.
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Exercice 11
Sur Terre, les saisons sont dues à l'inclinaison de son axe de rotation.

Réalisez un schéma montrant la trajectoire de la Terre autour du Soleil. Vous y placerez la Terre aux quatre positions correspondant aux quatre saisons que vous préciserez (par rapport à l'hémisphère nord).
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