Bibliothèque d'expériences
86 expériences que les élèves peuvent réellement réaliser
Toutes les expériences du programme « ATP Mobile Lab », décrites en détail : 42 en physique et 44 en chimie et biologie végétale, destinées aux élèves de la 6e à la terminale. Chacune d’entre elles précise les acquis des élèves, le matériel et les produits chimiques nécessaires, les principes scientifiques sous-jacents, ainsi que les questions à poser à la classe.
Ces pages peuvent être consultées gratuitement et utilisées librement pour la préparation des cours. Elles sont extraites des manuels de laboratoire ATP fournis avec chaque exemplaire d'« Mobile Lab ».
Expériences de physique 42
Quarante-deux expériences de physique tirées du manuel « ATP Mobile Lab », allant des leviers de première classe aux circuits en série et en parallèle.
Leviers et équilibre
- Leviers de première classeEn faisant varier soit la position, soit les masses placées sur les bras d'une balance, l'élève peut se familiariser avec les leviers de première classe et les principes de l'équilibre.
- Leviers de première classe et positions d'équilibreLe but de cette expérience est d'analyser les leviers de première classe dont le point d'appui se trouve entre la force motrice et la charge résistive.
- Sensibilité d'une balanceEn plaçant des masses légèrement différentes sur les deux plateaux de la balance, l'élève peut déterminer la masse minimale que la balance est capable de mesurer.
- Leviers de deuxième et troisième classeLe but de cette expérience est d'analyser les leviers de deuxième et troisième classe ; dans ce cas, le point d'appui est situé à l'une des extrémités de la tige.
Mesure
- Mesure d'une longueurCette expérience permet aux élèves d'apprendre à mesurer des longueurs à l'aide d'un pied à coulisse et leur présente la signification physique des erreurs de mesure.
- Mesure de la densitéL'objectif de cette expérience est de comprendre le concept physique de densité et de mesurer sa valeur pour les matériaux fournis en laboratoire à l'aide de deux méthodes différentes.
Forces et machines simples
- Forces parallèlesCette expérience a pour but d'analyser les effets de l'application de forces parallèles sur un objet et de déterminer les conditions d'équilibre.
- Composition et décomposition des forcesForces concurrentes, le poids en tant que force et la mesure statique d'une force.
- Poulies fixesCette expérience a pour but de vérifier le fonctionnement d'une poulie fixe en tant que machine simple.
- Poulie mobileCette expérience a pour but de comprendre le fonctionnement d'une poulie mobile en tant que machine simple.
- Poulies fixes et mobilesCette expérience a pour but de vérifier le fonctionnement de deux poulies reliées entre elles (une fixe et une mobile).
- Plan inclinéL'élève étudie et vérifie la composition des forces.
Élasticité et oscillation
- Loi de HookeLe but de cette expérience est d'analyser l'allongement d'un ressort en fonction de la charge qui lui est appliquée, afin de déterminer la constante d'élasticité du ressort et de vérifier la loi de proportionnalité directe.
- Ressorts en série et en parallèleLe but de cette expérience est d'analyser un phénomène, étrange à première vue, qui concerne des ressorts montés en série et en parallèle.
- Pendule simpleLe but de cette expérience est d'étudier un pendule simple.
- Pendule à ressortLe but de cette expérience est d'étudier le pendule à ressort en utilisant l'approximation d'un ressort sans masse.
Fluides et pression
- Les vases communicantsCette expérience a pour but d'étudier les principes fondamentaux des vases communicants.
- Le principe d'ArchimèdeCette expérience a pour but de présenter aux élèves le concept de flottabilité et d'étudier le principe d'Archimède de manière simple et très intuitive.
- Le manomètreLe but de cette expérience est d'apporter une explication qualitative du fonctionnement du manomètre à tube en U.
Chaleur et température
- Température d'équilibre des mélanges liquidesCette expérience a pour but d'introduire la notion de température d'équilibre des mélanges liquides dans un calorimètre.
- Transfert thermique et isolation thermiqueCette expérience a pour but de présenter le concept de transfert de chaleur et d'expliquer comment il est possible de ralentir ce mécanisme à l'aide d'un matériau isolant.
- Capacité thermique spécifique des solidesUne méthode courante pour initier les élèves à un concept fondamental tel que la chaleur spécifique, en comparant l'acier et le cuivre.
- Sensibilité à la chaleurLe but de cette expérience est de présenter la notion de température telle qu'elle est perçue par l'être humain.
- Verre à impulsionsLe but de cette expérience est de montrer comment fonctionne un verre à impulsions.
- Constante de temps du thermomètreLe but de cette expérience est d'apporter une explication quantitative de la constante de temps du thermomètre. Cela permet de mieux comprendre la sensibilité thermique du thermomètre.
Son
- Utilisation des diapasonsLes expériences réalisées à l'aide de cette paire de diapasons ont pour but de permettre aux élèves de comprendre le phénomène de propagation des ondes sonores.
- Le phénomène de résonanceCette expérience démontre clairement le phénomène de résonance entre les deux diapasons.
- Battements et interférences en acoustiqueCette expérience apporte des preuves qualitatives de l'interférence acoustique et des battements provoqués par les diapasons.
Lumière et optique
- Distance focaleL'objectif de cette expérience est de présenter aux élèves les propriétés des lentilles biconcaves et biconvexes.
- Équation de la lentille minceLe but de cette expérience est de mesurer la distance focale d'une lentille mince à l'aide de l'équation des points conjugués. Cette méthode permet de déterminer la distance focale uniquement pour les lentilles minces.
- GrossissementCette expérience permet aux élèves d'observer et de calculer le grossissement à l'aide de lentilles convexes. Dans le cadre d'un exercice complémentaire, les élèves étudient la puissance dioptrique de la lentille.
- Mélange des couleursCette expérience qualitative permet aux élèves d'observer le mélange des couleurs en réalisant des synthèses additives et soustractives. Les couleurs primaires et secondaires, ainsi que leurs compositions, sont également étudiées.
- Microscope et télescopeComment fabriquer un microscope composé à l'aide de deux lentilles convexes à courte distance focale. L'objet à observer est placé juste en dehors du foyer de la lentille objective.
- Prisme : composition de la lumièreCette expérience illustre l'une des utilisations possibles d'un prisme, puisqu'il permet de décomposer la lumière en ses différentes composantes.
- Ombres et pénombreCette expérience étudie la formation des ombres à l'aide de différentes tiges d'ombre. La lumière ne contourne pas l'objet, ce qui fait qu'une ombre de même forme se projette sur l'écran.
- MiroirsRéflexion et formation d'images dans les miroirs plans et courbes.
Magnétisme
- Force magnétique d'attraction et de répulsionLes aimants en forme de barre, logés dans un boîtier en plastique, constituent un moyen simple et captivant de montrer aux élèves les propriétés d'attraction et de répulsion des aimants.
- Forces du champ magnétiqueLa chambre à champ magnétique 2D offre une approche visuelle de la structure des lignes de champ magnétique, en montrant comment la poudre magnétique s'aligne le long des lignes de champ créées par l'aimant en forme de U.
- Boussole et magnétismeLe but de cette expérience est de montrer comment une boussole s'aligne sous l'effet d'un champ magnétique externe.
- Un jouet magnétique assez courantLe but de l'expérience est d'étudier comment une force d'attraction et une force de répulsion peuvent être combinées pour former une force toujours attractive.
Circuits électriques
- Résistance électriqueCette expérience permet aux élèves d'aborder la théorie générale de l'électricité et leur présente les concepts physiques de résistance électrique et de circulation de charge.
- Circuits en série et circuits en parallèleCette expérience illustre la théorie et les applications des résistances combinées, dans des configurations en série et en parallèle.
Expériences de chimie et de biologie 44
Quarante-quatre expériences de chimie et de biologie végétale, allant de la loi de conservation de la masse à la germination du pollen.
La matière, les mélanges et les solutions
- Loi de conservation de la masseCette expérience permet de vérifier l'affirmation selon laquelle, au cours d'une réaction chimique, la masse totale du système reste conservée, même si des changements chimiques se produisent dans la solution.
- Diffusion dans une solutionLes molécules et les ions présents dans un liquide sont en mouvement constant, et ce mouvement s'intensifie avec la température. Cela explique pourquoi les solutés finissent par se répartir uniformément dans la solution, même si le solvant reste immobile.
- ColloïdesPrésenter les solutions colloïdales et familiariser les élèves avec les techniques de filtration.
- Propriétés des colloïdesPrésenter certaines propriétés des solutions colloïdales.
- Complexes de coordinationMontrer la formation de complexes de coordination d'ions cuivre par réaction avec l'eau, l'ammoniac et le chlorure de sodium.
- Effets de la température sur la solubilitéÉtudier la dissolution des substances et présenter la notion de solubilité.
- Densité des substancesDéterminer la densité de certaines substances liquides et solides en mesurant leurs volumes et leurs masses.
- Eau de cristallisationPour mettre en évidence la présence d'eau dans un complexe de coordination, non pas en tant qu'impureté, mais en tant que composante de la structure cristalline.
- Fusion du soufreExemple de changement d'état de solide à liquide, expliqué d'un point de vue microscopique et thermodynamique. La fusion du saccharose est présentée en parallèle comme exemple de modification de la structure chimique sous l'effet de la chaleur, afin de mettre en évidence la différence.
- SublimationDémonstration de la sublimation.
Réactions et variations d'énergie
- Réactions acides-basiquesMettre en évidence les principales propriétés des acides et des bases, et présenter le concept d’acides et de bases ainsi que certains indicateurs.
- Réaction de substitution simplePour illustrer les réactions de déplacement conduisant à la formation de nouveaux composés.
- Chaleur de neutralisationDémontrer la variation d'enthalpie résultant de la neutralisation d'un acide fort par une base forte.
- Chaleur de cristallisationPour illustrer un échange de chaleur entre un système et son environnement — dans ce cas précis, le processus inverse de la dissolution d'un sel.
Préparation et analyse des gaz
- Production d'hydrogèneDémonstration du déplacement de l'hydrogène de l'acide chlorhydrique à l'aide de zinc.
- Propriétés de l'hydrogèneDémontrer deux propriétés principales de l'hydrogène.
- Production de dioxyde de carboneMontrer une réaction caractéristique entre les carbonates et les acides.
- Propriétés du dioxyde de carbonePrésenter certaines propriétés du dioxyde de carbone.
- Production de carbonate et de bicarbonate de sodiumPour produire du carbonate de sodium et de l'hydrogénocarbonate de sodium (bicarbonate).
- Production et propriétés de l'oxygèneDémontrer une méthode de production d'oxygène par une réaction chimique ne faisant pas appel à l'électrolyse.
- Production d'oxygène IIDémonstration de la production d'oxygène à température ambiante par décomposition d'une solution de peroxyde d'hydrogène à l'aide d'un catalyseur.
Électrochimie
- Électrolytes et conductivitéPrésenter les notions d'électrolytes et de conductivité, et vérifier le passage du courant électrique à l'aide d'une ampoule électrique.
- Conductivité et concentrationsDéterminer la relation entre l'intensité du courant et la concentration d'une solution d'électrolyte fort.
- Introduction aux procédés électrolytiquesMontrer les différentes tendances des métaux à s'oxyder et initier les élèves aux réactions d'oxydoréduction de base des métaux.
- La cellule à solution salinePermet de mesurer la différence de potentiel entre deux électrodes plongées dans une solution saline.
- La pile au citronRéaliser une pile simple à l'aide d'une solution acide inhabituelle.
- La pile de DaniellMettre en place des cellules galvaniques de cuivre et de zinc avec deux concentrations différentes de solutions de sels métalliques, et mesurer leur différence de potentiel.
- La pile de VoltaPour présenter une autre méthode permettant de créer une différence de potentiel entre deux électrodes, mesurer la tension d'une pile de Volta isolée, puis celle de deux piles de Volta montées en série.
- Électrolyse de l'eau en milieu acideRéaliser l'électrolyse de l'eau en milieu acide.
- Électrolyse de l'eau en milieu basiqueRéaliser l'électrolyse de l'eau en milieu basique et observer les différentes réactions.
- AccumulateursMettre en place un accumulateur simple et montrer qu'il est possible de stocker de l'énergie sous forme d'énergie chimique.
- Corrosion et protection galvaniqueUtiliser des acides, des solutions salines et de l'eau pour observer des phénomènes de corrosion, et découvrir les procédés permettant de protéger les substances contre la corrosion.
L'eau, les cellules et les plantes
- L'oxygène dans l'eauDémontrer la présence d'oxygène dissous dans l'eau.
- OsmosePrésenter le phénomène appelé osmose.
- L'osmose dans les cellulesObserver l'osmose dans des cellules végétales vivantes.
- L'osmose dans les racinesMontrer comment l'osmose influence le passage de l'eau à travers les racines.
- L'osmose chez les pommes de terreDémonstration de l'osmose chez les pommes de terre.
- L'osmose chez les pommes de terre et les effets de la concentrationPrésenter une méthode permettant de calculer la concentration minimale en saccharose entraînant une perte d'eau chez les pommes de terre, en soulignant l'importance de la concentration de la solution.
- Turgescence cellulaireDémontrer comment la teneur en eau des fibres végétales permet aux plantes herbacées de se tenir debout.
- La capillarité dans la tigePour montrer la remontée de la sève à travers les vaisseaux ligneux.
- Chromatographie de la chlorophyllePrésenter une technique courante d'extraction organique.
- Pulpe de fruitsAnalyser certaines pulpes de fruits afin de déterminer leur valeur nutritionnelle.
- L'amidon dans les feuillesMettre en évidence la présence d'amidon dans les tissus végétaux.
- Germination du pollenMontrer la germination du pollen.