Groupe 3ème 1 et 2 Chapitre 3 l`électron et la conduction du courant

Chapitre 3 : L’électron et la conduction électrique dans les solides
I) Tous les solides conduisent-ils le courant électrique ?
A. Démarche d’investigation (voir feuille colorée )
Etudie la situation suivante :
Moi, je vous dis tous les solides conduisent le courant
électrique !! Le sel, mais aussi le sucre par exemple
Donc, si je te suis, le sulfate de cuivre
solide, produit chimique, utilisé en
classe de cinquième pour détecter
l’eau conduit aussi le courant
électrique ???§
Le graphite
aussi conduit
le courant
électrique
Pff.., il n’y a que les
métaux qui
conduisent le courant
Ton problème : A l’aide d’expériences simples, vérifie les différentes propositions émises par chacun des
personnages.
Matériel :
Tu as à ta disposition une lampe 3,5 V, un générateur 6V continu, deux pinces crocodiles, quelques fils de
connexions, des échantillons métalliques, du graphite, du sulfate de cuivre solide ( Attention, à manipuler avec
précaution), du sel et du sucre.
Ce que tu dois faire :Sur ta feuille colorée,
a)explique par une phrase ce que tu vas faire
b)Schématise le montage électrique utilisé
c)Note toutes tes observations
d)Conclue en répondant à la question : « Tous les solides conduisent-ils le courant électrique ? ».
B. Bilan et conclusion
Tous les solides ne conduisent pas le courant électrique.( exemple : le sel et le sucre )
Tous les métaux conduisent le courant électriques.
II) Pourquoi et comment les métaux conduisent-ils le courant électrique
1.Etude documentaire : « Comprendre le courant électrique dans les métaux »
Troisième
Etude documentaire : Le courant électrique dans les métaux
1.Observations de 3 photos prises au microscope électronique à effet tunnel de différents métaux.
A.Atomes d’or observés au microscope à effet
tunnel(échelle : 1 cm représente 1,5 nm)
B.Atomes de cuivre observés
au microscope à effet
tunnel(échelle : 1 cm
représente 0,5 nm)
C.Atomes de platine observés
au microscope à effet
tunnel(échelle : 1 cm
représente 1 nm)
Questions :
a). Qu’y a-t-il en commun dans la structure des métaux vue au microscope électronique ? …………………………………………
Ils sont tous constitués d’atomes. Dans un même métal, les atomes sont identiques bien rangés
et alignés.
b) Calcule en utilisant l’échelle de la photo B le diamètre d’un atome de cuivre :………………………………………………………..
Le diamètre d’un atome de cuivre est de : d= (0,5 x 0,4)/ 1 = 0,2 nm
2. S’il existait une « loupe nanoscopique » , il serait possible d’observer l’activité des électrons au cœur
des atomes d’un métal ou d’un isolant appartenant à un circuit électrique.
Fil de métal observé à la « loupe » dans un circuit
Fil de métal observé à la « loupe » dans un circuit
électrique ouvert
électrique fermé
Questions :
a)Quand le circuit électrique est ouvert, comment se déplacent les électrons libres dans le métal ?
Ils se déplacent de manière désordonné autour des noyaux
b)Quand le circuit électrique est fermé, comment se déplacent les électrons libres dans le métal ?
Ils se déplacent de manière ordonné dans une même direction vers la borne + du générateur.
c)Pourquoi pourrait-on appeler « électrons liés » les autres électrons ? ………………………………………………………………….
Ils sont trop proches du noyaux des atomes.
d)Circuit fermé, compare le sens de déplacement des électrons libres au sens conventionnel du courant électrique.
Les électrons libres se déplacent de la borne négative à la borne positive du générateur , c’est-à-dire l’opposé du
sens conventionnel du courant.
e)A ton avis, quelle différence y a-t-il entre les atomes d’un métal et les atomes d’un isolant ?
Les atomes d’un isolant électrique ne possède pas d’électrons « libres ».
TITRE DU CHAPITRE : L’électron et la conduction électrique dans les solides
Les compétences de ce chapitre sont :
Auto-évaluation Exercices
Connaissances à acquérir :
☺
Je connais la conduction électrique des métaux
n°2page39
Je connais la structure d’un métal ( structure atomique)
Capacités à maîtriser :
Je pratique une démarche expérimentale afin de comparer ( qualitativement) le
caractère conducteur de différents solides
Je valide ou invalide une hypothèse sur le caractère conducteur ou isolant d’un solide
J’interprète la conduction du courant électrique dans les métaux par un
déplacement d’électrons (libres) dans le sens opposé au sens conventionnel du courant
dans un métal.
J’extrais d’un document des informations relatives au caractère conducteur des
métaux
Attitudes à adopter
:
Exercices n°6 et n°10 pages 39 et 40 pour le 3 mars
Evaluation sur les chapitres 2 et 3 !
n°10page 40
n°6 page40