LD Didactic - Fiches d'expériences de physique

P1 Mécanique

P1.1 Procédé de mesure

P1.1.1 Mesure des longueurs

P1.1.1.1 Emploi d'un pied à coulisse avec vernier

P1.1.1.3 Emploi d'un sphéromètre pour la détermination des rayons de courbure

P1.1.2 Volumétrie et densimétrie

P1.1.2.1 Mesure du volume et de la densité de corps solides

P1.1.2.2 Mesure de la densité des liquides avec Plongeur

P1.1.2.3 Mesure de la densité des liquides avec le pycnomètre de Gay-Lussac

P1.1.3 Détermination de la constante de gravitation

P1.1.3.1 Détermination de la constante de gravitation avec la balance de gravitation selon Cavendish - Mesure des déviations avec un spot lumineux

P1.2 Forces

P1.2.2 La force en tant que vecteur

P1.2.2.1 Assemblage et décomposition des forces

P1.2.3 Levier

P1.2.3.1 Levier à un et à deux bras

P1.2.3.2 Poulie servant de levier à bras inégaux

P1.2.5 Plan incliné

P1.2.5.1 Force de résistance et force normale sur le plan incliné

P1.2.5.2 Détermination du coefficient de frottement statique avec le plan incliné

P1.2.6 Frottement

P1.2.6.1 Frottement statique, de glissement et de roulement

P1.3 Mouvements de translation de la masse ponctuelle

P1.3.4 Conservation de l'impulsion

P1.3.4.1 Energie et impulsion lors du choc élastique - Mesure avec deux barrières lumineuses

P1.3.4.2 Energie et impulsion lors du choc inélastique - Mesure avec deux barrières lumineuses

P1.3.5 Chute libre

P1.3.5.3 Chute libre: mesures du temps multiples avec une échelle g

P1.4 Mouvements de rotation du corps rigide

P1.4.1 Mouvements de rotation

P1.4.1.2 Diagrammes distance-temps de mouvements de rotation - tracé et exploitation avec CASSY

P1.4.2 Conservation du moment cinétique

P1.4.2.1 Conservation du moment cinétique lors d'un choc élastique entre deux corps en rotation

P1.4.2.2 Conservation du moment cinétique lors d'un choc inélastique entre deux corps en rotation

P1.4.3 Force centrifuge

P1.4.3.2 Force centrifuge exercée sur un corps en rotation - mesure avec l'appareil à force centrifuge

P1.4.3.3 Force centrifuge exercée sur un corps en rotation - mesure avec l'appareil à force centrifuge et CASSY

P1.5 Etude des oscillations

P1.5.2 Oscillations harmoniques

P1.5.2.1 Oscillations d'un pendule à ressort - tracé de la trajectoire, de la vitesse et de l'accélération avec CASSY

P1.5.2.2 Détermination de la période d'oscillation d'un pendule à ressort en fonction de la masse oscillante

P1.5.4 Couplage d'oscillations

P1.5.4.4 Pendules couplés - tracé et exploitation avec CASSY

P1.6 Etude des ondes

P1.6.1 Ondes transversales et longitudinales

P1.6.1.1 Ondes transversales stationnaires le long d'une corde

P1.6.1.2 Ondes longitudinales stationnaires dans un ressort à boudin

P1.6.3 Ondes à polarisation circulaire d'une corde

P1.6.3.1 Etude des ondes d'une corde à polarisation circulaire dans le dispositif expérimental de Melde

P1.6.3.2 Détermination de la vitesse de phase des ondes d'une corde à polarisation circulaire dans le dispositif expérimental de Melde

P1.6.4 Propagation des ondes à la surface de l'eau

P1.6.4.1 Excitation d'ondes circulaires et rectilignes à la surface de l'eau

P1.6.4.2 Principe de Huygens appliqué aux ondes à la surface de l'eau

P1.6.4.3 Propagation des ondes dans deux profondeurs d'eau différentes

P1.6.4.4 Réfraction des ondes à la surface de l'eau

P1.6.4.5 Effet Doppler appliqué aux ondes à la surface de l'eau

P1.6.4.6 Réflexion sur un obstacle plan d'ondes à la surface de l'eau

P1.6.4.7 Réflexion sur des obstacles curvilignes d'ondes à la surface de l'eau

P1.6.5 Interférence avec des ondes à la surface de l'eau

P1.6.5.1 Interférence à deux faisceaux d'ondes à la surface de l'eau

P1.6.5.2 Expérience de Lloyd avec des ondes à la surface de l'eau

P1.6.5.3 Diffraction par une fente et un obstacle d'ondesà la surface de l'eau

P1.6.5.4 Diffraction par des fentes multiplesd'ondes à la surface de l'eau

P1.6.5.5 Ondes stationnaires à la surface de l'eau devant une paroi de réflexion

P1.7 Acoustique

P1.7.1 Ondes sonores

P1.7.1.2 Battements acoustiques - représentation avec l'oscilloscope

P1.7.1.3 Battements acoustiques - tracé avec CASSY

P1.7.2 Oscillations le long d'une corde

P1.7.2.1 Détermination de la fréquence d'oscillation d'une corde en fonction de la longueur et de la tension de la corde

P1.7.3 Longueur d'onde et vitesse du son

P1.7.3.1 Tube de Kundt: Détermination de la longueur d'onde avec la méthode de la poussière de liège

P1.7.3.2 Détermination de la longueur d'onde d'ondes sonores stationnaires

P1.7.3.3 Détermination de la vitesse du son dans l'air en fonction de la température

P1.7.3.4 Détermination de la vitesse du son dans les gaz

P1.7.3.5 Détermination de la vitesse du son dans les solides

P1.7.4 Réflexion des ondes ultrasonores

P1.7.4.1 Réflexion des ondes ultrasonores planes sur une surface plane

P1.7.4.2 Principe de l'écho-sonde

P1.7.5 Interférences des ondes ultrasonores

P1.7.5.1 Battements des ondes ultrasonores

P1.7.7 Analyse de Fourier

P1.7.7.1 Etude de la transformation de Fourier rapide: simulation de l'analyse et de la synthèse de Fourier

P1.7.7.2 Analyse de Fourier des signaux périodiques d'un générateur de fonctions

P1.7.7.3 Analyse de Fourier sur un circuit électrique oscillant

P1.7.7.4 Analyse de Fourier de sons

P1.8 Aérodynamique et hydrodynamique

P1.8.2 Poussée aérostatique

P1.8.2.1 Vérification du principe d'Archimède

P1.8.2.2 Mesure de la force portante en fonction de la profondeur d'immersion

P1.8.3 Viscosité

P1.8.3.1 Construction d'un viscosimètre à chute de bille pour déterminer la viscosité de liquides visqueux

P2 Chaleur

P2.1 Dilatation thermique

P2.1.1 Dilatation thermique des solides

P2.1.1.1 Dilatation thermique des solides - mesure avec le matériel STM

P2.1.1.2 Dilatation thermique des solides - mesure avec le pyromètre à cadran

P2.1.2 Dilatation thermique des liquides

P2.1.2.1 Détermination du coefficient de dilatation cubique des liquides

P2.1.3 Anomalie thermique de l'eau

P2.1.3.1 Etude de la densité maximale de l'eau

P2.3 La chaleur comme forme d'énergie

P2.3.2 Capacités thermiques

P2.3.2.1 Détermination de la chaleur spécifique de corps solides

P2.3.3 Transformation de l'énergie mécanique en chaleur

P2.3.3.2 Transformation de l'énergie mécanique en énergie thermique - tracé et exploitation avec CASSY

P2.3.4 Transformation de l'énergie électrique en chaleur

P2.3.4.3 Transformation de l'énergie électrique en énergie thermique - mesure avec CASSY

P2.4 Transitions de phases

P2.4.1 Chaleur de fusion et d'évaporation

P2.4.1.1 Détermination de la chaleur massique d'évaporation de l'eau

P2.4.1.2 Détermination de la chaleur massique de fusion de la glace

P2.4.3 Température critique

P2.4.3.1 Etude d'un mélange liquide / gaz au point critique

P2.5 Théorie cinétique des gaz

P2.5.2 Lois des gaz

P2.5.2.1 Variation du volume du gaz en fonction de la pression à température constante (loi de Boyle-Mariotte)

P2.6 Cycle thermodynamique

P2.6.1 Moteur à air chaud: essais qualitatifs

P2.6.1.1 Le moteur à air chaud utilisé comme moteur thermique

P2.6.1.3 Le moteur à air chaud utilisé comme pompe à chaleur et comme machine frigorifique

P2.6.2 Moteur à air chaud: essais quantitatifs

P2.6.2.1 Détermination calorique des pertes par friction du moteur à air chaud

P2.6.2.2 Détermination du rendement du moteur à air chaud comme moteur thermique

P2.6.2.3 Détermination du rendement du moteur à air chaud comme machine frigorifique

P2.6.2.4 Diagramme pV du moteur à air chaud comme moteur thermique - tracé et exploitation avec CASSY

P3 Electricité

P3.1 Electrostatique

P3.1.2 Loi de Coulomb

P3.1.2.2 Vérification de la loi de Coulomb - mesure avec le capteur de force

P3.1.2.3 Vérification de la loi de Coulomb - tracé et exploitation avec CASSY

P3.1.4 Actions des forces dans un champ électrique

P3.1.4.2 Electromètre absolu de Kirchhoff: mesure de la force entre les plaques électrisées d'un condensateur

P3.1.4.3 Mesure de la force entre une sphère électrisée et une plaque de métal

P3.1.5 Répartitions de la charge sur des conducteurs électriques

P3.1.5.1 Etude de la répartition des charges à la surface de conducteurs électriques

P3.1.5.2 Etude de l'influence avec les hémisphères de Cavendish

P3.1.6 Définition de la capacité

P3.1.6.1 Détermination de la capacité d'une sphère dans un espace libre

P3.1.6.2 Détermination de la capacité d'une sphère devant une plaque métallique

P3.1.7 Condensateur à plaques

P3.1.7.1 Détermination de la capacité d'un condensateur à plaques - mesure de la charge avec l'amplificateur électromètre

P3.1.7.2 Montage en parallèle et en série de condensateurs - mesure de la charge avec l'amplificateur électromètre

P3.2 Notions de base en électricité

P3.2.5 Conduction de l'électricité par électrolyse

P3.2.5.1 Détermination de la constante de Faraday

P3.3 Magnétostatique

P3.3.3 Actions des forces dans un champ magnétique

P3.3.3.1 Mesure de la force sur des conducteurs parcourus par un courant dans le champ magnétique d'un aimant en fer à cheval

P3.3.3.2 Mesure de la force sur des conducteurs parcourus par un courant dans un champ magnétique homogène - tracé avec CASSY

P3.3.3.3 Mesure de la force sur un conducteur parcouru par un courant dans le champ magnétique d'une bobine sans fer - tracé avec CASSY

P3.3.4 Loi de Biot-Savart

P3.3.4.1 Mesure du champ magnétique sur un conducteur droit et sur des boucles conductrices

P3.4 Induction électromagnétique

P3.4.1 Choc de tension

P3.4.1.1 Génération d'un choc de tension dans une boucle conductrice avec un aimant permanent en mouvement

P3.4.2 Induction dans une boucle conductrice en mouvement

P3.4.2.1 Mesure d'une force électromotrice induite dans une boucle conductrice déplacée à travers un champ magnétique

P3.4.3 Induction par variation du champ magnétique

P3.4.3.1 Mesure de la force électromotrice induite dans une boucle conductrice pour un champ magnétique variable - avec alimentation en courant en triangle

P3.4.5 Transformateur

P3.4.5.3 Tracé en fonction du temps de la tension et du courant pour un transformateur chargé

P3.4.5.4 Transmission de puissance d'un transformateur

P3.7 Oscillations et ondes électromagnétiques

P3.7.2 Ondes décimétriques

P3.7.2.1 Direction du rayonnement et polarisation d'ondes décimétriques

P3.7.2.2 Modulation d'amplitude des ondes décimétriques

P3.7.2.4 Evaluation de la constante diélectrique de l'eau dans le domaine des ondes décimétriques

P3.7.3 Propagation des ondes décimétriques le long de lignes

P3.7.3.1 Détermination des maxima de courant et de tension sur un fil de Lécher

P3.7.3.2 Etude du courant et de la tension sur un fil de Lécher avec dipôle trombone

P3.8 Porteurs de charge en mouvement dans le vide

P3.8.1 Diode en tube

P3.8.1.1 Relevé de la caractéristique d'une diode

P3.8.1.2 Redressement monoalternance avec une diode

P3.8.2 Triode en tube

P3.8.2.1 Relevé du champ de caractéristiques d'une triode en tube

P3.9 Conduction de l'électricité dans les gaz

P3.9.2 Décharge de gaz à faible pression

P3.9.2.1 Etude de la décharge gazeuse autonome dans l'air en fonction de la pression

P4 Electronique

P4.1 Composants, circuits de base

P4.1.2 Résistances particulières

P4.1.2.1 Relevé de la caractéristique courant / tension d'une lampe à incandescence

P4.3 Commande et régulation

P4.3.2 Technique de régulation

P4.3.2.2 Régulation de la luminosité avec CASSY

P4.3.2.3 Régulation de la tension avec CASSY

P5 Optique

P5.3 Optique ondulatoire

P5.3.1 Diffraction

P5.3.1.4 Diffraction par une fente simple - tracé et exploitation avec CASSY

P5.3.1.5 Diffraction par une fente double et par des fentes multiples - tracé et exploitation avec CASSY

P5.3.2 Interférence à deux faisceaux

P5.3.2.1 Interférence sur le miroir de Fresnel avec un laser He-Ne

P5.3.3 Anneaux de Newton

P5.3.3.1 Les anneaux de Newton dans de la lumière monochromatique continue

P5.3.4 Interféromètre de Michelson

P5.3.4.1 Montage d'un interféromètre de Michelson sur la plaque de base pour optique laser

P5.3.4.2 Détermination de la longueur d'onde d'un faisceau laser HE-NE à l'aide d'un interféromètre de Michelson

P5.3.5 Interféromètre de Mach-Zehnder

P5.3.5.1 Montage d'un interféromètre de Mach-Zehnder sur la plaque de base pour optique laser

P5.3.5.2 Mesure de l'indice de réfraction de l'air à l'aide d'un interféromètre de Mach-Zehnder

P5.3.6 Holographie de la lumière blanche

P5.3.6.1 Réalisation d'hologrammes de lumière blanche sur la plaque de base pour optique laser

P5.3.7 Holographie de transmission

P5.3.7.1 Réalisation d'hologrammes de transmission sur la plaque de base pour optique laser

P5.4 Polarisation

P5.4.2 Biréfringence

P5.4.2.3 Photoélasticité: étude des répartitions de tension dans des corps soumis à une charge mécanique

P5.4.3 Activité optique, polarimétrie

P5.4.3.1 Rotation du plan de polarisation par le quartz

P5.4.3.2 Rotation du plan de polarisation par des solutions de sucre

P5.4.3.3 Montage d'un polarimètre à pénombre avec des éléments discrets

P5.4.5 Effet Pockels

P5.4.5.1 Démonstration de l'effet Pockels dans un trajet conoscopique du faisceau lumineux

P5.5 Intensité lumineuse

P5.5.1 Grandeurs photométriques et procédés de mesure

P5.5.1.2 Détermination de l'intensité lumineuse en fonction de l'écartement de la source lumineuse - tracé et exploitation avec CASSY

P5.5.2 Lois du rayonnement

P5.5.2.1 Loi de Stefan-Boltzmann: influence de la température sur la mesure de l'intensité du rayonnement d'un «corps noir»

P5.5.2.3 Vérification des lois du rayonnement avec le cube de Leslie

P5.6 Intensité lumineuse

P5.6.1 Mesure selon Foucault et Michelson

P5.6.1.1 Détermination de la vitesse de la lumière selon la méthode du miroir tournant de Foucault et Michelson - Mesure du déplacement de l'image en fonction de la vitesse de rotation du miroir

P5.6.1.2 Détermination de la vitesse de la lumière selon la méthode du miroir tournant de Foucault et Michelson - Mesure du déplacement de l'image pour la vitesse de rotation maximale du miroir

P5.6.2 Mesure avec des impulsions lumineuses courtes

P5.6.2.1 Détermination de la vitesse de la lumière dans l'air à partir de la distance parcourue et du temps de propagation d'une impulsion lumineuse courte

P5.6.2.2 Détermination de la vitesse de propagation d'impulsions de tension le long de câbles coaxiaux

P5.6.3 Mesure avec un signal lumineux périodique

P5.6.3.1 Détermination de la vitesse de la lumière avec un signal lumineux périodique sur une courte section de mesure

P5.6.3.2 Détermination de la vitesse de la lumière dans différents milieux de propagation

P5.6.3.3 Détermination de la vitesse de la lumière avec un signal lumineux périodique sur une courte section de mesure - mesure avec un capteur de déplacement à laser et CASSY

P5.6.3.4 Détermination de la vitesse de la lumière dans différents milieux de propagation - mesure avec un capteur de déplacement à laser et CASSY

P5.7 Spectromètre

P5.7.1 Spectromètre à prisme

P5.7.1.1 Mesure des spectres de raies de gaz rares et de vapeurs métalliques avec un spectromètre à prisme

P5.7.2 Spectromètre à réseau

P5.7.2.1 Mesure des spectres de raies de gaz rares et de vapeurs métalliques avec un spectromètre à réseau

P6 Physique atomique et nucléaire

P6.1 Expériences d'initiation

P6.1.2 Expérience de Millikan

P6.1.2.3 Détermination de la charge élémentaire électrique selon Millikan et mise en évidence de la quantification de la charge - Mesure de la tension flottante et de la vitesse de chute avec CASSY

P6.1.2.4 Détermination de la charge élémentaire électrique selon Millikan et mise en évidence de la quantification de la charge - Mesure de la vitesse d'ascension et de la vitesse de chute avec CASSY

P6.1.3 Charge spécifique

P6.1.3.1 Détermination de la charge spécifique de l'électron

P6.1.4 Constante de Planck

P6.1.4.3 Détermination de la constante de Planck - Sélection de la longueur d'onde avec des filtres d'interférences sur le banc d'optique

P6.2 Cortège électronique

P6.2.1 Série de Balmer de l'hydrogène

P6.2.1.1 Détermination des longueurs d'ondes H_a, H_b et H_g de la série de Balmer de l'hydrogène

P6.2.4 Expérience de Franck-Hertz

P6.2.4.1 Expérience de Franck-Hertz avec le mercure - Tracé avec l'oscilloscope, avec l'enregistreur XY ou point par point

P6.2.4.3 Expérience de Franck-Hertz avec le néon - Tracé avec l'oscilloscope, avec l'enregistreur XY ou point par point

P6.2.6 Résonance de spin électronique

P6.2.6.2 Résonance de spin électronique sur du DPPH - Détermination du champ magnétique en fonction de la fréquence de résonance

P6.2.6.3 Absorption par résonance d'un circuit oscillant HF passif

P6.2.7 Effet Zeeman normal

P6.2.7.1 Observation de l'effet Zeeman normal dans une configuration transversale et longitudinale - Spectroscopie avec une plaque de Lummer-Gehrcke

P6.3 Rayons X

P6.3.1 Mise en évidence de rayons X

P6.3.1.1 Fluorescence d'un écran luminescent par rayons X

P6.3.1.2 Radiographie: noircissement d'un stock de film par rayons X

P6.3.1.3 Mise en évidence de rayons X avec une chambre d'ionisation

P6.3.1.4 Détermination du débit de dose ionique de tubes à rayons X avec anode en molybdène

P6.3.2 Atténuation de rayons X

P6.3.2.1 Etude de l'atténuation de rayons X en fonction du matériau d'absorbtion et de l'épaisseur d'absorbtion

P6.3.2.2 Etude du coefficient d'atténuation en fonction de la longueur d'onde

P6.3.2.3 Etude du coefficient d'atténuation en fonction du nombre atomique Z

P6.3.3 Physique du cortège électronique

P6.3.3.1 Réflexion de Bragg: diffraction de rayons X sur un monocristal

P6.3.3.2 Etude du spectre d'énergie d'un tube à rayons X en fonction d'une haute tension et du courant d'émission

P6.3.3.3 Loi du déplacement de Duane-Hunt et détermination de la constante de Planck

P6.3.3.4 Structure fine de rayons X caractéristiques d'une anode en molybdène

P6.3.3.5 Pic d'absorption: filtrage de rayons X

P6.3.3.6 Loi de Moseley et détermination de la constante de Rydberg

P6.3.3.7 Effet Compton: mise en évidence de la perte d'énergie du quanta X dispersé

P6.3.6 Structure des spectres de rayons X

P6.3.6.1 Structure fine de rayons X caractéristiques d'une anode en molybdène

P6.4 Radioactivité

P6.4.1 Mise en évidence d'un rayonnement radioactif

P6.4.1.4 Relevé de la caractéristique d'un tube compteur Geiger-Müller

P6.4.2 Distribution de Poisson

P6.4.2.1 Variations statistiques lors de la détermination du taux de comptage

P6.4.3 Désintégration radioactive et demi-vie

P6.4.3.4 Détermination de la demi-vie du Cs-137 - tracé et exploitation de la courbe de désintégration avec CASSY

P6.5 Physique nucléaire

P6.5.1 Démonstration de trajectoires de particules

P6.5.1.1 Visualisation des trajectoires des particules a dans la chambre de Wilson

P6.5.4 Spectroscopie a

P6.5.4.1 Spectroscopie a sur des échantillons radioactifs

P6.5.4.2 Détermination de la perte d'énergie du rayonnement a dans l'air

P6.5.4.3 Détermination de la perte d'énergie du rayonnement a dans l'aluminium et dans l'or

P6.5.4.4 Détermination de l'âge sur un échantillon de Ra-226

P6.5.5 Spectroscopie g

P6.5.5.1 Mise en évidence du rayonnement g avec un compteur à scintillations

P6.5.5.2 Enregistrement et calibrage d'un spectre g

P6.5.5.3 Absorption du rayonnement g

P6.5.5.4 Identification et détermination de l'activité sur des échantillons faiblement radioactifs

P6.5.5.5 Enregistrement d'un spectre b avec un compteur à scintillations

P6.5.5.6 Coïncidence et corrélation angulaire g-g lors de la désintégration de positons

P6.5.6 Effet Compton

P6.5.6.1 Observation quantitative de l'effet Compton

P7 Physique du solide

P7.1 Propriétés cristallines

P7.1.1 Structure cristalline

P7.1.1.1 Etude de la structure cristalline du tungstène avec un microscope à émission froide

P7.1.2 Analyse de structure par rayons X

P7.1.2.1 Réflexion de Bragg: détermination de la constante de réseau d'un monocristal

P7.2 Phénomènes de conduction

P7.2.1 Effet Hall

P7.2.1.5 Détermination de l'intervalle d'énergétique entre les deux bandes du germanium

P7.2.2 Conduction électrique dans les solides

P7.2.2.1 Etude de l'influence de la température sur la résistance d'un métal précieux

P7.2.2.2 Etude de l'influence de la température sur la résistance d'un semi-conducteur

P7.2.3 Photoconduction

P7.2.3.1 Relevé des caractéristiques courant-tension d'une photorésistance au sulfure de cadmium

P7.3 Magnétisme

P7.3.2 Hystérésis ferromagnétique

P7.3.2.1 Tracé de la courbe de première aimantation et d´hystérésis d'une substance ferromagnétique

P7.5 Physique de solides appliqués

P7.5.1 Analyse par fluorescence X

P7.5.1.2 Détermination de la composition chimique d’un échantillon de laiton à l’aide de l’analyse par fluorescence X

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