Verrouillage — Cned PC séq. 3

Ordre de travail conseillé : partie 1 → 2 → 3 → 4, chaque activité faite au brouillon avant son corrigé, puis les « Retenir », la carte mentale à compléter (après la vidéo de synthèse sur ton espace), l’exercice de synthèse sans corrigé, au moins deux sujets d’ECE, la page blanche, et enfin la page « Préparer le devoir n°3 ».

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N1 · 🔊 Partie 1 — Niveau sonore et atténuation

Partie 1, activité 1 + « Retenir » § I

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Intensité et niveau d’intensité sonores

~12 min

📊 COURS CNED
I = puissance surfacique (W·m⁻²) ; I₀ = 1,0×10⁻¹² W·m⁻² (6×10⁻¹⁷ W sur 60 mm²) ; L = 10 log(I/I₀) en dB ; 0 dB et 120 dB ; ×2 ⇒ +3 dB, ×10 ⇒ +10 dB.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : questions 1 à 9 (tympan, seuils, deux violonistes).

⚠️ PIÈGE
Les niveaux ne s’additionnent pas : on additionne les intensités, puis on reprend le logarithme.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Calculer L ou I, comparer à un seuil de danger (s’entraîner, ex. 1 : 94 dB > 92 dB pendant 30 min).

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Atténuation géométrique et par absorption

~12 min

📊 COURS CNED
Source ponctuelle : I = P / (4πr²) ; distance ×2 ⇒ −6 dB (65 dB → 59 dB, P = 4,0×10⁻⁵ W) ; tuyau : atténuation géométrique nulle ; absorption : dépend du milieu et de la fréquence (≈ 2 dB/km dans l’air, 5 dB sur 20 cm de laine de roche).

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : questions 10 à 22 (sonomètres à 1 m et 2 m, tuyau, laine de roche, mur).

⚠️ PIÈGE
La puissance totale ne varie pas : c’est la puissance surfacique qui diminue.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Expliquer une baisse de niveau avec la distance ; distinguer les deux atténuations.

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N2 · 〰️ Partie 1 — Diffraction

Partie 1, activité 2 + « Retenir » § II · s’entraîner ex. 1-2 · ECE globules rouges

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Condition et angle caractéristique

~12 min

📊 COURS CNED
Observable si a ≲ λ (pas absolu avec un laser) ; θ = λ / a en radians ; voix 200 Hz : λ = 1,70 m > porte de 73 cm.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : situations 1 à 5 (on s’entend sans se voir), relation θ = λ/a par analyse dimensionnelle.

⚠️ PIÈGE
λ et f ne changent pas : seule la direction change. Petite ouverture ⇒ grande diffraction.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Justifier qu’un son contourne un obstacle ; calculer θ.

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Tache centrale et figure

~12 min

📊 COURS CNED
tan θ = (L/2)/D ≈ θ ⇒ L = 2λD / a ; figure perpendiculaire à la fente ; ex. 2 : θ = 1,1×10⁻² rad, a ≈ 50 µm ; tache d’Airy : 1,22·λD/a.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : questions 6 à 15 (schéma, petits angles, figures A/B/C) + ECE « globules rouges ».

⚠️ PIÈGE
Mesurer la demi-largeur pour θ ; D se mesure entre l’objet diffractant et l’écran ; angles en radians.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Mesurer une petite dimension par diffraction (fil, cheveu, globule).

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N3 · 🌈 Partie 1 — Interférences

Partie 1, activités 3-4 + « Retenir » § III · s’entraîner ex. 2 · ECE système solaire

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Conditions et différence de marche

~12 min

📊 COURS CNED
Même fréquence, zone commune, sources synchrones (une source primaire) ; δ = kλ ⇒ constructives (en phase) ; δ = (k+½)λ ⇒ destructives (opposition de phase).

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 3 : vagues, schéma S₁/S₂ (A : δ = λ ; B : δ = 1,5 λ), bulle de savon, casque antibruit, Python.

⚠️ PIÈGE
« En phase » ⇒ constructive, pas l’inverse ; k est un entier relatif.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Prévoir le type d’interférence en un point à partir de δ.

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Trous d’Young et interfrange

~14 min

📊 COURS CNED
δ = a·y / D (donnée) ⇒ franges brillantes y = kλD/a ⇒ i = λD / a (à démontrer) ; mesurer 10 i (27 mm ⇒ 2,7 mm) ; i augmente avec λ et D, diminue avec a.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 4 (figures A et B, vidéo) · s’entraîner ex. 2 : i = 6,2 mm, ℓ = 1,8×10⁻⁴ m.

⚠️ PIÈGE
Le « Retenir » appelle « lumineuses » les franges sombres (δ = (k+½)λ) : erreur de copie.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Démontrer l’expression de i ; en déduire a, λ ou D.

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Reconnaître les figures

~8 min

📊 COURS CNED
Diffraction : tache centrale deux fois plus large ; interférences : franges égales ; avec deux fentes, la diffraction enveloppe les franges.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : ECE « Formation du système solaire » : i = 0,6635 / a, résolution des radiotélescopes.

⚠️ PIÈGE
Trois valeurs de a permettent de tester une loi en 1/a ; une seule source ne teste pas la loi en λ.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Identifier les phénomènes sur une photo de figure.

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N4 · 🚑 Partie 1 — Effet Doppler

Partie 1, activité 5 + « Retenir » § IV · s’entraîner ex. 1

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Décalage Doppler

~14 min

📊 COURS CNED
Rapprochement : f_R = f_E·c/(c−v) > f_E ; éloignement : f_R = f_E·c/(c+v) < f_E ; démonstration : λ_R = (c−v)/f_E ; sirène 488 → 510 Hz ⇒ 14,7 m·s⁻¹ = 52,8 km·h⁻¹, La reçu à 455 Hz.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 5, questions 1 à 18 (schémas de cercles, démonstration, sirène des pompiers).

⚠️ PIÈGE
Bien choisir le signe : rapprochement ⇒ c − v au dénominateur ; vitesse en m·s⁻¹, puis ×3,6.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Calculer une vitesse à partir de deux fréquences.

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Astronomie et applications

~10 min

📊 COURS CNED
Éloignement ⇒ décalage vers le rouge ; rapprochement ⇒ vers le bleu ; Δλ = ± λ_E·v/c ; raies de Fraunhofer ; vitesse du sang, radars, exoplanètes.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 5, questions 19 à 26 · s’entraîner ex. 1 (16,9 m·s⁻¹ = 60,8 km·h⁻¹ ; 619 Hz).

⚠️ PIÈGE
Les raies se décalent en bloc : leurs écarts ne changent pratiquement pas.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Interpréter un spectre décalé.

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N5 · 🔭 Partie 2 — Lunette astronomique

Partie 2, activités 1-2 + « Retenir » · ECE lunette · s’entraîner ex. 6

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Modèle afocal

~12 min

📊 COURS CNED
Deux lentilles convergentes ; F′₁ = F₂ ⇒ afocale, distance f′₁ + f′₂ (2,0 δ et 5,0 δ ⇒ 0,50 m + 0,20 m = 70 cm) ; image intermédiaire réelle au plan focal image de l’objectif.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 1 (représentations A à D, construction des rayons rouge et vert).

⚠️ PIÈGE
L’objectif est du côté de l’objet, l’oculaire du côté de l’œil.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Construire la marche d’un faisceau parallèle à travers la lunette.

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Grossissement

~12 min

📊 COURS CNED
α ≈ A₁B₁/f′₁, α′ ≈ A₁B₁/f′₂ ⇒ G = α′/α = f′₁/f′₂ ; Lune 31,5′ = 9,16×10⁻³ rad ; 600 mm / 20 mm ⇒ ×30 ; ouverture ⇒ luminosité.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 2 (lunettes A, B, C ; mesure G = h′/h) · ECE (f′₁ = 35,0 cm).

⚠️ PIÈGE
Le cours écrit G = −f′₁/f′₂ (angles orientés) mais l’ECE écrit G = f′₁/f′₂ : au bac, rapport positif + « image renversée ».

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Calculer G ; choisir un oculaire ; justifier f′₁ > f′₂.

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N6 · 💡 Partie 3 — Photons

Partie 3, activités 1-2 + « Retenir » · s’entraîner ex. 3-4

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Effet photoélectrique et photon

~12 min

📊 COURS CNED
Grandes λ : aucun électron ; λ plus petite ⇒ E_c plus grande ; intensité ⇒ nombre d’électrons ; photon : E = hν = hc/λ, masse nulle, c = 3,00×10⁸ m·s⁻¹.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 1 (prévisions ondulatoires, deux expériences, tableau couleurs × tension).

⚠️ PIÈGE
L’intensité ne permet jamais de franchir le seuil.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Expliquer pourquoi le modèle ondulatoire échoue.

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Bilan d’énergie

~12 min

📊 COURS CNED
E_photon = W + E_c ; ν₀ = W/h, λ₀ = c/ν₀ (maximale) ; potassium 2,30 eV ; cuivre 4,7 eV ⇒ 1,1×10¹⁵ Hz ⇒ ≈ 2,6×10⁻⁷ m ; 1 eV = 1,60×10⁻¹⁹ J.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 2, questions 1 à 7 · s’entraîner ex. 3 (2,9 eV ⇒ 7,00×10¹⁴ Hz ⇒ 428 nm).

⚠️ PIÈGE
λ en mètres ; 428 nm ⇒ violet et UV, pas le bleu (460 nm), contrairement au corrigé.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Calculer un seuil et dire quelles couleurs conviennent.

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Applications

~10 min

📊 COURS CNED
Photorésistance (passif), photodiode (actif, CCD), cellule photovoltaïque (production) ; η = P_élec / P_lum (4,2 % ; 14 % ; 13 %) ; DEL : émission, couleur précise ; laser.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 2, questions 8 à 14 · s’entraîner ex. 4 (panneau de 0,60 m²).

⚠️ PIÈGE
Photon de 635 nm : 3,13×10⁻¹⁹ J (le corrigé écrit 2,14×10⁻¹⁹ J).

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Calculer un rendement à partir d’une caractéristique I(U).

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N7 · 🔋 Partie 4 — Condensateur et RC

Partie 4, activités 1-2 + « Retenir » · s’entraîner ex. 5 · ECE moteurs et charge

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Condensateur

~12 min

📊 COURS CNED
i = dq/dt ; q = C·u_C ; i = C·du_C/dt ⇒ u_C continue ; chargé ⇒ interrupteur ouvert ; C ↑ avec S, ↓ avec d, dépend du diélectrique ; 1 nF à 30 µF, supercondensateurs 12 000 F.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 1 (ballon, papier, tableau des condensateurs).

⚠️ PIÈGE
Frotter déplace des électrons, n’en crée pas ; l’électrolytique a bien un diélectrique (oxyde), contrairement au tableau.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Relier q, C, u ; ordre de grandeur d’une capacité.

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Charge : équation et solution

~14 min

📊 COURS CNED
E = Ri + u_C ⇒ du_C/dt + u_C/τ = E/τ, τ = RC ; u_C(0) = 0 ⇒ u_C = E(1 − e^(−t/τ)) ; τ en secondes ; 1,0 kΩ et 5,0 µF ⇒ 5,0 ms.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 2, questions 1 à 14 (orientations, mailles, constantes k et k′).

⚠️ PIÈGE
Flèches de tension et sens du courant cohérents (convention récepteur pour R et C).

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Établir et résoudre l’équation différentielle de la charge.

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Lire τ ; la décharge

~12 min

📊 COURS CNED
Tangente à l’origine ∩ asymptote ⇒ t = τ ; 63 % de E à τ ; 95 % à 3τ ; décharge : u_C = E·e^(−t/τ), 37 % à τ ; supercondensateur : τ ≈ 33 h.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 2, questions 15 à 25 · s’entraîner ex. 5 · ECE moteurs (τ ∝ R, τ ∝ C) et micro:bit (13 %).

⚠️ PIÈGE
Un condensateur n’est pas vide au bout de τ (37 % de la tension) : ≈ 5τ.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Déterminer τ graphiquement avec des traits de construction, en déduire C ou R.

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N8 · 📱 Partie 4 — Capteurs capacitifs

Partie 4, activité 3 + « Retenir » § IV · s’entraîner ex. 6

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Principe et exemples

~10 min

📊 COURS CNED
La grandeur modifie S, d ou le diélectrique ⇒ on mesure C ; accéléromètre (C₁ = 2,0 µF ⇒ 0,5 µm ; C₂ ≈ 0,7 µF ⇒ 1,5 µm ⇒ 20 m·s⁻²) ; pluie (eau ≈ 80 × air) ; lunette (surface utile).

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 3 (capteur de pression, téléphone, pare-brise).

⚠️ PIÈGE
Les capacités en µF d’un accéléromètre de téléphone sont des valeurs d’école (en réalité de l’ordre du pF).

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Compléter une chaîne « grandeur ⇒ caractéristique ⇒ mesure ».

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N9 · 🧭 Méthode et devoir n°3

Consignes des devoirs · boîte à outils

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Rédiger et déposer

~10 min

📊 COURS CNED
Formule littérale ⇒ AN en unités SI ⇒ unité et chiffres significatifs ⇒ conclusion ; démonstrations : i = λD/a, Doppler, G, RC ; incertitudes relatives pour un produit ou un quotient.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
COUCHE VIDE — déclarée pas de vidéo ni d’audio dans le dossier : la couche est remplacée par l’activité du cours.

⚠️ PIÈGE
Devoir n°3 : 2 h, dépôt, semaine 51 ; joindre la feuille de tracés si le sujet le demande.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Toute la copie du devoir n°3.

✅ Critères de verrouillage de la séquence 3

1 · Je calcule un niveau sonore, l’effet d’un doublement d’intensité (+3 dB) et de distance (−6 dB).

2 · J’écris θ = λ/a, L = 2λD/a, et je démontre i = λD/a à partir de δ = ay/D.

3 · Je démontre λ_R = (c − v)/f_E et j’en déduis une vitesse ; j’interprète un décalage vers le rouge.

4 · Je construis la marche des rayons dans une lunette afocale et je démontre G = f′₁/f′₂.

5 · J’écris E_photon = W + E_c et je calcule un seuil en J, en eV et en nm.

6 · J’établis et je résous l’équation de la charge et de la décharge d’un RC ; je lis τ de deux façons · page blanche ≥ 85 % deux jours différents.