Programme de Première - Sciences, Société et Environnement
Principe : Phénomène naturel indispensable à la vie sur Terre
Différence : +33°C
Mécanisme :
| Gaz | Formule | Concentration | Contribution | Durée de vie |
|---|---|---|---|---|
| Vapeur d'eau | H₂O | Variable | 60% | 9 jours |
| Dioxyde de carbone | CO₂ | 415 ppm | 26% | 100-300 ans |
| Méthane | CH₄ | 1,9 ppm | 9% | 12 ans |
| Protoxyde d'azote | N₂O | 0,33 ppm | 5% | 114 ans |
Augmentation : +48%
Conséquences observées :
Calculez vos émissions annuelles de CO₂ :
Transport (km/an) : km
Chauffage (kWh/an) : kWh
Alimentation (% végétarien) : %
Masse : 1,989 × 10³⁰ kg (333 000 × Terre)
Rayon : 696 000 km (109 × Terre)
Température surface : 5 778 K (5 505°C)
Température cœur : 15 millions K
Composition :
Réaction principale : Fusion de l'hydrogène en hélium
4 ¹H → ¹He + 2 e⁺ + 2 ν + énergie
Énergie produite : 26,7 MeV par réaction
Puissance totale : 3,828 × 10²⁶ W
Conditions nécessaires :
Spectre électromagnétique du Soleil :
| Type de rayonnement | Longueur d'onde | Pourcentage | Effet |
|---|---|---|---|
| Ultraviolet | 100-400 nm | 7% | Bronzage, vitamine D |
| Visible | 400-700 nm | 43% | Vision, photosynthèse |
| Infrarouge | 700 nm-1 mm | 50% | Chaleur |
Énergie reçue par m² : 1 361 W/m²
Distance Terre-Soleil : 150 millions km
Toutes les énergies renouvelables dérivent du Soleil :
Énergies non renouvelables :
Transition énergétique vers le 100% renouvelable :
Énergie solaire reçue en 1h = Consommation mondiale annuelle
Calculez la production d'un panneau solaire :
Surface (m²) : m²
Rendement (%) : %
Ensoleillement (h/jour) : h
Structure interne :
| Couche | Profondeur | Température | Composition | État |
|---|---|---|---|---|
| Croûte | 0-40 km | 0-1000°C | Silicates | Solide |
| Manteau | 40-2900 km | 1000-3500°C | Silicates Mg-Fe | Solide plastique |
| Noyau externe | 2900-5150 km | 3500-5000°C | Fer-Nickel | Liquide |
| Noyau interne | 5150-6371 km | 5000-6000°C | Fer-Nickel | Solide |
Théorie unificatrice : La surface terrestre est découpée en plaques lithosphériques en mouvement.
Atlantique : 2-3 cm/an (vitesse de croissance des ongles)
Pacifique : 8-10 cm/an
Inde : 5 cm/an (collision avec l'Asie)
Conséquences :
Méthodes de datation :
Déterminé par datation de météorites et roches lunaires
Zone d'habitabilité : Distance optimale à l'étoile pour avoir de l'eau liquide
Exoplanètes habitables : Plus de 5000 exoplanètes découvertes
Problème : Un échantillon de roche contient 25% de potassium-40 et 75% d'argon-40.
Sachant que la demi-vie du K-40 est de 1,25 milliard d'années, quel est l'âge de cette roche ?
Indice : Utilisez la formule N = N₀ × (1/2)^(t/t₁/₂)
Structure optique : L'œil fonctionne comme un appareil photo
| Élément | Fonction | Caractéristiques |
|---|---|---|
| Cornée | Réfraction principale | +43 dioptries, transparente |
| Cristallin | Accommodation | +15 à +20 dioptries, variable |
| Iris | Diaphragme | Contrôle la luminosité |
| Rétine | Capteur | 130 millions de photorécepteurs |
| Nerf optique | Transmission | 1 million de fibres nerveuses |
Résolution : 1 minute d'arc (≈ 576 mégapixels)
Sensibilité : 1 photon détectable
Gamme dynamique : 1 à 10¹⁰ (rapport clair/sombre)
Deux types de cellules :
| Type de cônes | Pic de sensibilité | Couleur perçue | Pourcentage |
|---|---|---|---|
| Cônes S | 420 nm | Bleu | 6% |
| Cônes M | 534 nm | Vert | 31% |
| Cônes L | 564 nm | Rouge | 63% |
Calculez la puissance d'une lentille :
Distance focale (cm) : cm
Définition : Le son est une onde mécanique longitudinale qui se propage dans un milieu.
Vitesse dans l'air (20°C) : 343 m/s
Fréquences audibles : 20 Hz à 20 000 Hz
Seuil d'audition : 0 dB (10⁻¹² W/m²)
Seuil de douleur : 120 dB (1 W/m²)
| Caractéristique physique | Sensation auditive | Unité | Gamme |
|---|---|---|---|
| Fréquence | Hauteur | Hz | 20 - 20 000 |
| Amplitude | Intensité | dB | 0 - 120 |
| Forme d'onde | Timbre | - | Harmoniques |
Anatomie de l'oreille :
Résolution fréquentielle : 3 Hz à 1 kHz
Résolution temporelle : 1 ms
Localisation : ±1° en azimut
Notes et gammes :
| Note | Fréquence (Hz) | Rapport | Intervalle |
|---|---|---|---|
| Do₄ | 261,6 | 1 | Unisson |
| Ré₄ | 293,7 | 9/8 | Seconde majeure |
| Mi₄ | 329,6 | 5/4 | Tierce majeure |
| Sol₄ | 392,0 | 3/2 | Quinte juste |
| Do₅ | 523,3 | 2 | Octave |
Calculez la fréquence d'une note :
Note de référence (Hz) : Hz (La₄)
Nombre de demi-tons : demi-tons
Question : Un son musical contient les fréquences suivantes : 440 Hz, 880 Hz, 1320 Hz, 1760 Hz.
1. Quelle est la fréquence fondamentale ?
2. Quels sont les numéros des harmoniques présentes ?
3. Quelle note correspond à la fondamentale ?