Résumé de l’activité

Dans le cadre du Cercle d’étude Lycée Physique-Chimie, M. Mathieu Fourmentin propose une activité visant à exploiter la loi de Wien dans le cadre de l’enseignement scientifique en classe de première.
Cette activité repose sur l’utilisation de l’intelligence artificielle par les élèves pour générer une animation, qui constitue ensuite un support d’analyse et d’exploitation de la loi de Wien.

Objectifs du programme

Savoirs
Le spectre d’un corps noir est caractérisé par les propriétés suivantes :
- La longueur d’onde d’émission maximale est inversement proportionnelle à la température (loi de Wien).

Savoirs faire
À partir d’une représentation graphique du spectre d’émission du corps noir à une température donnée, déterminer la longueur d’onde d’émission maximale. Appliquer la loi de Wien pour déterminer la température de surface d’un objet assimilé à un corps noir à partir de la longueur d’onde d’émission maximale.

Scénario pédagogique

Classe entière ou TP, élèves en binômes.

1ère partie :
Les élèves disposent d’un cahier des charges pour réaliser, à l’aide d’une intelligence artificielle, une animation permettant d’étudier la loi de Wien. Celle-ci doit permettre de faire varier la température d’une étoile entre 3 000 K et 10 000 K et d’afficher la courbe de l’intensité lumineuse en fonction de la longueur d’onde (de 0 à 2 000 nm), en cohérence avec la loi de Wien.
L’animation intègre également plusieurs fonctionnalités : affichage en temps réel de la température et de la longueur d’onde au maximum d’émission, visualisation de la couleur de l’étoile en fonction de sa température, et repérage de la position du Soleil (≈ 5 778 K).
Les élèves conservent une trace de leurs échanges avec l’IA qui seront ramassés par l’enseignant.

2ème partie :
Une fois l’animation validée, elle est exploitée pour vérifier la loi de Wien et analyser le déplacement du maximum d’émission lorsque la température augmente.
Une activité de différenciation est enfin proposée aux élèves les plus rapides.

Les documents de cette activité sont à télécharger ci-dessous.