programme révision ECE bac physique chimie

« Révisions ECE BAC ECE = Épreuves des Compétences Expérimentales. Déroulement des ECE : La durée de l’épreuve est de 1 h.

Pendant cette épreuve, vous allez devoir réaliser seul une (ou des) expérience(s) puis exploiter vos résultats afin de répondre à une problématique. Matériel à ramener le jour de l’épreuve : Blouse, calculatrice, de quoi écrire (attention : les stylos effaçables « à friXion » sont interdits), une règle, votre convocation et votre carte d’identité. Sujets : Les sujets sur lesquels vous pouvez être interrogés sont disponibles sur le site officiel de l’éducation nationale : https://eduscol.education.fr/2561/banques-des-ece .

Voici également un site où vous trouverez des propositions de corrections de ces sujets : https://ecebac.fr/listaca.php?ce=0&aca=3. Important : Les seuls sujets sur lesquels vous pouvez tomber sont ceux qui sont proches de ce qu’on a fait en TP pendant l’année : toutes les expériences qui vous seront demandées ont été vues cette année (voir programme à la page suivante).

Seul le contexte peut changer (exemple : titrage pHmétrique d’un acide autre que le vinaigre). Logiciel Atelier Scientifique : Dans la plupart des TP, on utilise le logiciel « Atelier Scientifique » pour l’exploitation des résultats.

Vous pouvez télécharger ce logiciel gratuitement sur le site https://sites.google.com/view/phydescachim/ressources.

Une fois téléchargé, extraire le dossier sur votre ordinateur puis cliquer sur EsaoStudio.exe.

Avec ce logiciel, il faut savoir : • Entrer des mesures dans le tableur. • Calculer une grandeur à partir de vos mesures sur le tableur. • Tracer un graphique. • Tracer la droite dite « modèle » qui s’approche le plus de tous vos points de mesures et obtenir le coefficient directeur et éventuellement l’ordonnée à l’origine de cette droite. Toutes ces méthodes sont expliquées sur le document « tutorielatelierscientifique ». Incertitudes de mesure : Une estimation des incertitudes de mesure est très souvent demandée.

Pour cela, il faut donner un ordre de grandeur raisonnable au vu de la précision du matériel et de vos manipulations.

Plusieurs points sont à maîtriser : - Écriture d’un résultat et de son incertitude : L’incertitude est à donner avec un seul chiffre significatif et le résultat final doit être cohérent avec l’incertitude donnée : le dernier chiffre significatif de votre résultat doit être celui sur lequel porte l’incertitude. Exemple : Imaginons qu’on mesure graphiquement avec le pointeur d’atelier scientifique un volume équivalent de 15,83 mL lors d’un titrage pHmétrique et qu’on estime que l’incertitude de cette mesure est u(VE) = 0,2 mL.

Alors, cela n’a pas de sens d’écrire VE = 15,83 ± 0,2 mL car votre mesure n’est pas assez précise pour être certain du 3.

Ainsi, on écrit VE = 15,8 ± 0,2 mL (ou de manière équivalente VE = 15,8 mL avec u(VE) = 0,2 mL) : le dernier chiffre significatif de votre résultat (le 8 ici) est celui sur lequel porte l’incertitude. - Estimation de l’incertitude sur une grandeur calculée à partir de mesures expérimentales : Lorsqu’on utilise une formule pour calculer une grandeur, alors les incertitudes sur les données dans le calcul se « répercutent » sur le résultat qui est donc lui aussi incertain.

Il faut être capable d’estimer l’incertitude sur ce résultat en utilisant la formule fournie dans l’énoncé. Exemple : Imaginons qu’on souhaite calculer la vitesse 𝑣 d’une voiture après avoir mesuré qu’elle parcourt une distance 𝑑 = 300 𝑚 en 𝛥𝑡 = 10 𝑠.

Sa vitesse est donc de 𝑣 = 𝑑 𝛥𝑡 = 30 𝑚/𝑠.

Les mesures de la distance et de la durée étant forcément imprécises, la vitesse obtenue l’est également.

Supposons que 𝑢(𝑑) = 1 𝑚 et que 𝑢(𝛥𝑡) = 0,5 𝑠 pour cet exemple.

On peut estimer l’incertitude sur la vitesse 𝑢(𝑣) en utilisant la formule suivante : 𝑢(𝑑) 2 𝑢(𝛥𝑡) 2 √ ) +( ) 𝑢(𝑣) = 𝑣 ( 𝑑 𝛥𝑡 Ce type de formule sera toujours rappelée dans l’énoncé, il est donc inutile de l’apprendre.

Il faut juste savoir s’en servir.

Appliquons cette formule : 1 2 0,5 2 𝑢(𝑣) = 30 √( ) + ( ) = 2 𝑚/𝑠 30 10 - Comparaison entre valeur expérimentale et valeur théorique / de référence : Lorsqu’on vous demande de vérifier la cohérence de vos mesures avec une valeur théorique / de référence, il faut absolument vérifier que la valeur théorique est incluse dans l’intervalle d’incertitude autour de votre valeur expérimentale, ou à défaut qu’elle n’en est pas trop éloignée. Dans certains TP, pour déterminer si la valeur théorique / de référence n’est pas trop éloignée de l’intervalle des mesures expérimentales, on peut vous demander de calculer le quotient suivant : |𝑋𝑒𝑥𝑝 − 𝑋𝑟é𝑓 | 𝑞= 𝑢(𝑋) Où Xexp est la valeur expérimentale, Xréf la valeur théorique/de référence et u(X) l’incertitude sur la mesure de X.

Cette formule n’est pas à connaître, elle vous sera fournie.

Souvent, on considèrera que l’accord entre théorie et expérience est bon lorsque 𝑞 < 2 (critère un peu arbitraire qui sera rappelé dans l’énoncé, inutile de l’apprendre) ce qui correspond à un écart entre la valeur théorique et expérimentale inférieur à 2 incertitudes. Exemple : Reprenons l’exemple précédent sur la vitesse de la voiture.

Supposons que la vitesse indiquée sur le compteur de cette voiture est 𝑣𝑟𝑒𝑓 = 29 𝑚/𝑠.

Pour vérifier s’il y a accord entre la valeur expérimentale 𝑣𝑒𝑥𝑝 = 30 𝑚/𝑠 et la valeur de référence indiquée sur le compteur de la voiture 𝑣𝑟𝑒𝑓 = 29 𝑚/𝑠, on calcule q : |30 − 29| 𝑞= = 0,5 < 2 2 La valeur expérimentale est donc en accord avec la valeur de référence indiquée sur le compteur de la voiture. Programme de révisions TP par TP Voici la liste des techniques expérimentales à maîtriser pour chaque TP.

Pour les réviser, il faut : • Reprendre les sujets et vos comptes-rendus des TP. • Refaire les expériences avec le matériel du lycée.

Pour cela, les créneaux horaires possibles sont : le mercredi de 11h à 15h, le jeudi de 13h à 18h et le vendredi de 13h à 18h.

Il faut absolument me prévenir (au moins 1 jour en avance) en m’indiquant l’horaire à laquelle vous souhaitez venir et le TP que vous souhaitez révisez. • Regarder des vidéos qui montrent ces techniques expérimentales en entrant ECE suivi de la technique que vous cherchez dans la barre de recherche de youtube. Une fois ce travail réalisé, il faut travailler les sujets officiels d’ECE.

Bonnes révisions. Physique TP Diffraction : Techniques expérimentales : • Réaliser le montage permettant de visualiser une figure de diffraction (LASER, fente/obstacle, écran). • Mesurer la largeur de la tâche centrale d’une figure de diffraction. Méthode/Calcul à maîtriser pour l’exploitation des résultats : • Utiliser un graphique ou la formule 𝐿 = 2𝜆𝐷 𝑎 pour déterminer l’épaisseur a d’une fente (ou d’un obstacle) ou la longueur d’onde λ du LASER. TP Interférences : Techniques expérimentales : • Réaliser le montage des fentes/trous d’Young pour visualiser des interférences lumineuses (LASER, double fente, écran). • Mesurer l’interfrange i le plus précisément possible (en mesurer plusieurs puis diviser par le nombre d’interfranges). Méthode/Calcul à maîtriser pour l’exploitation des résultats : • Utiliser un graphique ou la formule 𝑖 = ou la longueur d’onde λ du LASER. 𝜆𝐷 𝑎 pour déterminer la distance a entre les fentes/trous TP Lunette astronomique : Techniques expérimentales : • Créer un objet à l’infini à l’aide d’une lentille convergente et d’une source lumineuse. • Utiliser les valeurs de distances focales pour choisir la lentille convergente qui joue le rôle de l’objectif et celle qui joue le rôle de l’oculaire de la lunette astronomique. • Construire une lunette astronomique.

Pour cela, il faut que le plan focal image de l’objectif coïncide avec le plan focal objet de l’oculaire. • Visualiser l’image intermédiaire formée par l’objectif avec un écran. • Créer un œil réduit avec une lentille convergente et un écran. • Déterminer expérimentalement le grossissement d’une lunette astronomique.

On l’obtient en mesurant la taille de l’image sans la lunette 𝐴′ 𝐵 ′ 𝑠𝑎𝑛𝑠 𝑙𝑢𝑛𝑒𝑡𝑡𝑒 , puis avec la lunette 𝐴′ 𝐵 ′ 𝑎𝑣𝑒𝑐 𝑙𝑢𝑛𝑒𝑡𝑡𝑒 : 𝐺𝑒𝑥𝑝 = 𝐴′ 𝐵 ′ 𝑎𝑣𝑒𝑐 𝑙𝑢𝑛𝑒𝑡𝑡𝑒 𝐴′ 𝐵 ′ 𝑠𝑎𝑛𝑠 𝑙𝑢𝑛𝑒𝑡𝑡𝑒 Méthodes/Calculs à maîtriser pour l’exploitation des résultats : • Avec la relation de conjugaison, justifier le placement d’un objet dans le plan focal objet d’une lentille convergente pour former un objet à l’infini. • Tracer l’image d’un objet à l’infini par une lunette astronomique. • Pour le montage de l’œil réduit, justifier, avec la relation de conjugaison, le placement de l’écran dans le plan focal image d’une lentille convergente pour visualiser l’image d’un objet à l’infini. • Utiliser la formule reliant le grossissement d’une lunette astronomique à la distance focale de l’objectif f’objectif et à celle de l’oculaire f’oculaire : 𝐺 = ′ 𝑓𝑜𝑏𝑗𝑒𝑐𝑡𝑖𝑓 ′ 𝑓𝑜𝑐𝑢𝑙𝑎𝑖𝑟𝑒 TP Mouvement et forces : Technique expérimentale : • Réaliser le pointage de la trajectoire d’un système en mouvement à l’aide du logiciel Atelier Scientifique (voir la partie V Pointage de trajectoire de la fiche « tutorielAtelierScientifique.... »