TPE : En quoi la lumière influe-t-elle sur la croissance?

Lycée international Honoré de Balzac Section espagnole 1ere S1 Année : 2011/2012

TPE : En quoi la lumière influe-t-elle sur la croissance

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Introduction

I/ Lumière & croissance

• I/ a) Lumière
• I/ b) Croissance

II/ Expérience

• II/ a) Germination
• II/ b) Etiolement
• II/ c) Protocole

III/ Conséquence sur l'homme et les plantes

• III/ a) Photosynthèse
• III/ b) Vitamine D
• III/ c) Phototropisme
• III/ d) Auxine

Conclusion

Sources

Introduction :

TPE: En quoi la lumière influe-t-elle sur la croissance

Dans le cadre du TPE en 1ère S nous avons été intéressés par le thème « santé et bien être » et nous avons choisi d’étudier l’influence de la lumière sur la croissance. Nous avons fait des recherches documentaires et une expérience. Au sein de l’équipe nous avons divisé le travail : Thomas s’est occupé de la partie lumière, Darwin s’est chargé de la partie sur la croissance et Unai a travaillé sur le lien entre lumière et croissance. Unai et Darwin ont pris en charge l’expérience ; Thomas a réalisé le site web. Ce travail que nous allons vous exposer nous a permis de mobiliser des connaissances en SVT, en Physique et en Informatique.

Définitions

Dans cette première partie nous définirons les termes de croissance et lumière, pour pouvoir expliquer plus facilement la suite du TPE

Lumière

Après avoir défini la lumière, nous présenterons ses caractéristiques physiques.

La définition

La lumière est composée de toutes les ondes électromagnétiques perçues par l’œil humain; la longueur d’onde variant entre 400 et 800 nm approximativement. L’éclairement lumineux se mesure en :

• Candela qui caractérise le flux lumineux émis dans une direction donnée.
• Lumen qui représente la quantité totale de lumière émise dans toutes les directions par une source.
• Lux qui correspond au lumen par m².

Les sources lumineuses

Il existe différentes sources de lumières :

• Les lumières célestes : le soleil et toutes les autres étoiles.
• Les lumières chimiques : certains êtres vivants et la combustion en générale.
• Les lumières quantiques : l'excitation ou la désexcitation des électrons.

Comportement ondulatoire & corpusculaire

Concernant la composition de la lumière deux théories s’affrontent : la première défendue par Christiaan Huygens (1629-1695) ou Augustin Fresnel (1788-1827) affirme que la lumière est une onde qui a (comme toutes les ondes) une longueur d’onde, une fréquence etc… ce qui nous permet de la voir. La seconde, défendue par Isaac Newton (1642-1727) soutient que la lumière est composée de particules (le photon) ce quantum (unité indivisible) d’énergie serait aussi une particule. Les deux théories ne se contredisant pas, on admet aujourd'hui que la lumière est une onde et une particule.

La couleur

Une onde est définie par sa longueur d’onde. A chaque longueur d’onde est associée une couleur. Ainsi on distingue deux types de lumière :

• celles composées d’une seule longueur d’onde dites monochromatiques
• d’autres composées de différentes longueurs d’onde appelées polychromatiques.

C’est Isaac Newton (1642-1727) qui le premier propose un cercle des couleurs chromatiques fondé sur la décomposition de la lumière blanche.

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La propagation

La lumière a un mouvement rectiligne et uniforme dans un milieu homogène et change de trajectoire au passage d’un milieu à un autre. Les lois de Descartes ou principe de Fernat permettent de calculer les changements de directions de la lumière en fonction de sa vitesse. On peut décomposer la lumière en la faisant changer de milieu ce qui fait apparaître le spectre du visible.

La vitesse

En physique la vitesse, ou célérité, de la lumière est une constante valant 3.00 * 10^8 m/s. C‘est aussi la vitesse maximale admise pour le déplacement de toutes informations ou énergies.
En fonction des milieux la vitesse de la lumière peut cependant varier légèrement.

La lumiere et la vie

Bien que certains êtres des fonds marins ou des grottes peuvent s’en passer, la plupart des formes de vies sur terre ont un besoin important en soleil, pour synthétiser la vitamine D et se développer. De plus la lumière limite la population de bactéries et microbes sensibles aux ultraviolet et/ou infrarouge. La lumière permet de soigner, chez l’homme, quelques dépressions et des troubles du sommeil

Croissance :

Après avoir défini la croissance nous expliquerons la croissance humaine et végétale

La définition

En biologie, la croissance d'un organisme correspond à une augmentation de la taille et du volume. La croissance est une donnée qui peut se mesurer :

• en unité de longueur par unité de temps
• en unité de masse par unité de temps.

Par exemple, certains bambous croissent d’un mètre par jour.

La croissance végétale est l’ensemble des changements quantitatifs irréversibles de la plante qui se produisent au cours du temps. Elle comprend :

• l’allongement des entrenœuds et des racines
• la multiplication des cellules
• la multiplication et la croissance des feuilles

Les mécanismes cellulaires de la croissance

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