Première et enseignement scientifique : le fait nucléaire dans l’enseignement de SVT
Le programme d’enseignement scientifique de la classe de première générale permet aux élèves de compléter leur connaissance des phénomènes qui régissent l’énergie de l’atome.
1 – Une longue histoire de la matière
Un niveau d’organisation : les éléments chimiques
Les noyaux des atomes de la centaine d’éléments chimiques stables résultent de réactions nucléaires qui se produisent au sein des étoiles à partir de l’hydrogène initial.
– L’équation d’une réaction nucléaire stellaire étant fournie, reconnaître si celle-ci relève d’une fusion ou d’une fission.
Certains noyaux sont instables et se désintègrent (radioactivité). L’instant de désintégration d’un noyau radioactif individuel est aléatoire. La demi-vie d’un noyau radioactif est la durée nécessaire pour que la moitié des noyaux initialement présents dans un échantillon macroscopique se soit désintégrée. Cette demi-vie est caractéristique du noyau radioactif.
– Calculer le nombre de noyaux restants au bout de n demi-vies
– Estimer la durée nécessaire pour obtenir une certaine proportion de noyaux restants.
– Utiliser une représentation graphique pour déterminer une demi-vie.
– Utiliser une décroissance radioactive pour une datation (exemple du carbone 14).
2 – Le Soleil, notre source d’énergie
L’énergie dégagée par les réactions de fusion de l’hydrogène qui se produisent dans les étoiles les maintient à une température très élevée. Du fait de l’équivalence masse-énergie (relation d’Einstein), ces réactions s’accompagnent d’une diminution de la masse solaire au cours du temps.
– Déterminer la masse solaire transformée chaque seconde en énergie à partir de la donnée de la puissance rayonnée par le Soleil.
3 – La Terre, un astre singulier
Au cours de l’histoire des sciences, plusieurs arguments ont été utilisés pour aboutir à la connaissance actuelle de l’âge de la Terre : temps de refroidissement, empilements sédimentaires, évolution biologique, radioactivité.
L’âge de la Terre aujourd’hui précisément déterminé est de 4,57.109 ans.
Monsieur Patrick Schneider, Lycée Paul Gauguin
