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Cours offerts
SPH4U Physique (cours enseigné en anglais)
Préparation universitaire
Titre du cours du ministère de l’Éducation : Physique, 12e année, cours académique
Code du cours : SPH4U
Niveau scolaire : 12
Préalable : Physics, SPH3U
Département : Sciences
Description du cours : (cours enseigné en anglais)
Ce cours permet aux élèves d’approfondir leur compréhension des concepts et des théories de la physique. Les élèves poursuivront leur exploration des transformations de l’énergie et des forces qui influencent le mouvement, et étudieront les champs électriques, gravitationnels et magnétiques ainsi que le rayonnement électromagnétique. Ils exploreront également la nature ondulatoire de la lumière, la mécanique quantique et la relativité restreinte. Ils développeront davantage leurs compétences en investigation scientifique, en apprenant, par exemple, à analyser qualitativement et quantitativement des données liées à divers concepts et principes de la physique. Les élèves examineront aussi l’impact des applications technologiques de la physique sur la société et l’environnement.
Durée totale : 110 heures
Contenu du cours
Unité 1 : Compétences en investigation scientifique et exploration de carrière
Compétences en sécurité au laboratoire, procédures et techniques d’investigation scientifique, enquêtes en laboratoire et rapports. Études de cas portant sur des scientifiques canadiens et internationaux, et exploration de carrières en recherche dans des domaines liés à la physique.
Unité 2 : Dynamique
Mouvement et graphiques du mouvement, équations du mouvement, déplacement en deux dimensions, vitesse et accélération en deux dimensions, mouvement des projectiles, mouvement relatif, forces et diagrammes de corps libre, lois du mouvement de Newton, application des lois du mouvement de Newton, forces de frottement, référentiels inertiels et non inertiels, accélération centripète, force centripète et référentiels en rotation.
Unité 3 : Énergie et quantité de mouvement
Travail effectué par une force constante, énergie cinétique et théorème de l’énergie cinétique, énergie potentielle gravitationnelle, loi de conservation de l’énergie, énergie potentielle élastique et mouvement harmonique simple, ressorts et conservation de l’énergie, quantité de mouvement et impulsion, conservation de la quantité de mouvement en une dimension, collisions, collisions élastiques frontales, collisions en deux dimensions : collisions obliques.
Unité 4 : Champs gravitationnels, électriques et magnétiques
Gravitation newtonienne, orbites, propriétés de la charge électrique, loi de Coulomb, champs électriques, potentiel électrique, énergie potentielle électrique due à une charge ponctuelle, expérience de la goutte d’huile de Millikan, aimants et électroaimants, forces magnétiques exercées sur des charges en mouvement, force magnétique exercée sur un conducteur parcouru par un courant, mouvement des particules chargées dans des champs magnétiques, applications des champs électriques et magnétiques.
Unité 5 : La nature ondulatoire de la lumière
Propriétés des ondes et de la lumière, réfraction et réflexion totale interne, diffraction et interférence des ondes à la surface de l’eau, lumière : onde ou particule ?, interférence des ondes lumineuses, interférence dans les couches minces, diffraction par une fente simple, réseau de diffraction, rayonnement électromagnétique, polarisation de la lumière.
Unité 6 : Mécanique quantique et relativité restreinte
Théorie de la relativité restreinte, contraction des longueurs, simultanéité et quantité de mouvement relativiste, équivalence masse-énergie, théorie quantique, photons et théorie quantique de la lumière, propriétés ondulatoires des particules classiques.
