L éclipse de Soleil du 20 mars 2015 comme on la verra en région lyonnaise (et dans le reste de la France)

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1 L éclipse de Soleil du 20 mars 2015 comme on la verra en région lyonnaise (et dans le reste de la France) Pierre Thomas, ENS Lyon Observatoire de Lyon

2 km Voici les orbites de la Terre et de la Lune. La Terre tourne autour du Soleil en 1 an. La Lune tourne autour de la Terre en un peu moins d 1 mois. Elle tourne un peu «penchée» par rapport au plan de l orbite de la Terre autour du Soleil (plan de l écliptique).

3 Premier quartier Nouvelle Lune Pleine Lune Dernier quartier Cette rotation de la Lune autour de la Terre explique les phases de la Lune

4 Lune : Diamètre = km Distance = km Soleil : Diamètre = km Distance = km Pourquoi la Lune et le Soleil ont-ils apparemment la même taille dans le ciel vus depuis la Terre? Le Soleil est 400 fois plus loin que la Lune. Or il se trouve qu il est 400 fois plus gros, et ça compense!

5 Dans les schémas précédents, je n ai pas dessiné les ombres. Or la Lune (et la Terre) font des ombres Soleil Cône d ombre de la Terre Terre Lune Cône d ombre de la Lune

6 Cône de pénombre Cône d ombre de la Lune Une éclipse de Soleil, c est quand l ombre de la Lune touche la Terre, et qu on est (presque) dedans. Soleil

7 Cône de pénombre Cône d ombre de la Lune Comme la Terre et la Lune tournent, l ombre de la Lune se déplace sur la Terre (à environ 2000 km/h) et dessine une bande Soleil

8 Là où j étais Vue depuis un satellite L éclipse du 29 mars 2006 que je vais vous montrer tout à l heure

9 La tache d ombre où le Soleil est complètement caché est toute petite ( 200 km). Si on n est qu «à coté», le Soleil n est que partiellement caché. Si on est au Nord de la tache, c est le bas du Soleil qui sera caché. Si on est au Sud, c est le haut. Or, à Lyon, on est au Sud de la tache de Le haut du Soleil sera caché (à 70%), et on ne verra que les 30% du bas qui feront un croissant.

10 «Notre» éclipse du 20 mars

11 Ajouter 1 heure pour avoir l heure légale en France Une animation montrant le déroulement de «notre» éclipse du 20 mars

12 Qu est ce qu on voit quand on regarde le Soleil? À peu près rien, car on est ébloui. Et si on fixe le Soleil plus de 1 à 2 secondes, on risque de graves brulures aux yeux, voire de devenir aveugle si on se «force» à le regarder longtemps.

13 Par contre, si on regarde avec des lunettes ou des filtres spéciaux, on voit ça.

14 Par contre, si on regarde avec des lunettes ou des filtres spéciaux pendant une éclipse partielle, on voit ça.

15 Vers 9h20 Voilà, en 10 images, ce qui est prévu et qu on va voir ce matin 20 mars avec un filtre (s il fait beau)

16 Vers 9h35 Voilà, en 10 images, ce qui est prévu et qu on va voir ce matin 20 mars avec un filtre (s il fait beau)

17 Vers 9h55 Voilà, en 10 images, ce qui est prévu et qu on va voir ce matin 20 mars avec un filtre (s il fait beau)

18 ers 10h10 Voilà, en 10 images, ce qui est prévu et qu on va voir ce matin 20 mars avec un filtre (s il fait beau)

19 ers 10h27 Voilà, en 10 images, ce qui est prévu et qu on va voir ce matin 20 mars avec un filtre (s il fait beau)

20 ers 10h45 Voilà, en 10 images, ce qui est prévu et qu on va voir ce matin 20 mars avec un filtre (s il fait beau)

21 ers 11h00 Voilà, en 10 images, ce qui est prévu et qu on va voir ce matin 20 mars avec un filtre (s il fait beau)

22 ers 11h20 Voilà, en 10 images, ce qui est prévu et qu on va voir ce matin 20 mars avec un filtre (s il fait beau)

23 ers 11h40 Voilà, en 10 images, ce qui est prévu et qu on va voir ce matin 20 mars avec un filtre (s il fait beau)

24 Voilà un résumé de ce qui est prévu (s il fait beau) avec des lunettes, des jumelles ou un télescope avec filtre, un petit système de projection, une écumoire Voilà ce qu on verra! 9h20 09h55 10h27 11h 00 11h39

25 Voilà un résumé de ce qui est prévu (s il fait beau) avec des lunettes, des jumelles ou un télescope avec filtre, un petit système de projection, une écumoire Voilà ce qu on verra! 9h20 09h55 10h27 11h 00 11h39 À l œil nu sans lunettes, on est ébloui, on ne voit presque rien si on regarde 1 ou 2 secondes. Ça pourrait donner ça!

26 Voilà un résumé de ce qui est prévu (s il fait beau) avec des lunettes, des jumelles ou un télescope avec filtre, un petit système de projection, une écumoire Voilà ce qu on verra! 9h20 09h55 10h27 11h 00 11h39 À l œil nu sans lunettes, on est ébloui, on ne voit presque rien si on regarde 1 ou 2 secondes. Ça pourrait donner ça! Et si on fixe le Soleil à l œil nu sans lunettes plusieurs fois de suite plus de quelques secondes, voilà ce qu on verra : plus rien vers la fin de l éclipse, car on sera devenu aveugle!

27 Pendant les phases partielles, on peut faire de la physique amusante, et assister à l éclipse même si on a oublié ses lunettes! Et ce, grâce au principe de la chambre noire.

28 Un usage «inhabituel» d une écumoire, qu on peut remplacer avec n importe quoi avec des trous.

29 Les trous font des taches de lumière circulaires non pas parce qu ils sont ronds, mais parce qu ils forment l image du Soleil, qui en général est rond.

30 La preuve : pendant les éclipses partielles, quand le Soleil a la forme d un croissant, les taches ont la forme d un croissant.

31 Croissants qui deviennent de plus en plus fins au cours de la progression de l éclipse.

32 Croissants qui deviennent de plus en plus fins au cours de la progression de l éclipse.

33 Les trous entre les feuilles des arbres forment des taches de lumière sur le sol, taches rondes en temps ordinaire

34 Les trous entre les feuilles des arbres forment des taches de lumière sur le sol, taches rondes en temps ordinaire, et en croissants pendant une éclipse

35 Sténopées au Zimbabwe en juin 2001

36 Et une éclipse totale, c est comment? J ai été 9 fois dans la zone de totalité : - Une fois enfermé dans ma salle de classe avec les stores baissés (CM1) parce que le maitre avait (beaucoup trop) peur pour nos yeux et appliquait des consignes sans les comprendre - Deux fois sous les nuages (Alsace et Australie) - Six fois par beau temps (Sibérie, Chili, Guadeloupe, Zimbabwe, Égypte et Mongolie). Je vais vous montrer des photos d Egypte et de Mongolie

37 11h 20 Du début à la phase totale, avec un filtre

38 Une série de photos alternant sans filtre et avec filtre Juste avant l éclipse

39 Juste avant l éclipse Vision avec filtre 11h 20

40 20 minutes après le début Vision à l œil nu

41 20 minutes après le début Vision avec filtre 11h 40

42 40 minutes après le début Vision à l œil nu

43 40 minutes après le début Vision avec filtre 12h 00

44 1 heure après le début Vision à l œil nu

45 1 heure après le début Vision avec filtre 12h 20

46 1 heure 17 minutes après le début Vision à l œil nu

47 1 heure 17 minutes après le début Vision avec filtre 11h 37

48 1 heure 18 minutes zéro seconde après le début (on accélère, et on ne prend plus de filtre) Vision à l œil nu

49 1 heure 18 minutes deux secondes après le début Vision à l œil nu

50 1 heure 18 minutes quatre secondes après le début Vision à l œil nu

51 1 heure 18 minutes six secondes après le début Vision à l œil nu

52 1 heure 18 minutes huit secondes après le début Vision à l œil nu

53 1 heure 18 minutes dix secondes après le début Vision à l œil nu

54 1 heure 18 minutes vingt secondes après le début Vision à l œil nu 12h 38mn 20s, le temps que l œil s habitue à l obscurité

55 La même La éclipse phase mais totale, avec vue un sans meilleur filtre, appareil à l œil nu photo

56 Impression visuelle avec un grand angle (en Égypte). On voit 2 «étoiles» (Mercure et Vénus)

57 L aspect de la couronne et des protubérances varie d une éclipse à l autre. Cela dépend de l activité du Soleil. Ici, en Mongolie le 1er août 2008.

58 En Mongolie

59 Mais la Lune ne tourne pas autour de la Terre dans le même plan que la Terre tourne autour du Soleil Conséquence : il ne peut y avoir d éclipse que tout les six mois (en fait un peu plus) L ombre de la Lune peut atteindre la Terre L ombre de la Lune passe au dessous de la Terre L ombre de la Lune passe au dessus de la Terre L ombre de la Lune peut atteindre la Terre

60 Vérifions avec ce vieux calendrier d éclipses du 19ème siècle. Il y a bien des éclipses tout les six mois et demi environ.

61 septembre_2015 Pour voir la prochaine éclipse de Soleil, s il fait mauvais aujourd hui, il faudra aller en Antarctique le 13 septembre 2015, mais elle ne sera que partielle

62 Pour voir la prochaine éclipse totale de Soleil, il faudra aller en Indonésie le 9 mars

63 Pour voir la prochaine éclipse totale de Soleil en Europe, il faudra aller au Nord de l Espagne, le 12 août 2026 (dans 11 ans)

64 Pour voir la prochaine éclipse totale de Soleil en restant en France, il faudra attendre encore 66 ans. Ce sera le 3 septembre 2081, à 9h40

65 Mais il y a aussi les éclipses de Lune. C est quand la Lune passe dans l ombre de la Terre Si seule une infime minorité «bien placée» peut voir une éclipse de Soleil, la moitié de la Terre peut voir une éclipse de Lune.

66 Cône de pénombre Cône d ombre de la Terre Terre Les éclipses de Lune Soleil

67 D où peut-on observer une éclipse de Lune (exemple de celle du février 2008)? De la moitié de la Terre Zone où la totalité de l éclipse est visible

68 Est Ombre de la Terre Début de l entrée dans l ombre de la terre et de la phase partielle : 2h 42 Ouest Fin de la sortie de l ombre de la terre et de la phase partielle : 6h08 La Terre commence à sortir de l ombre de la Terre ; fin de la phase totale : 4h 51 La Lune est entièrement dans l ombre de la Terre ; début de la phase totale : 4h Ce qu on a pu voir de France dans la nuit du 20 au 21 février 2008

69 1 h à 1 h 30 Photos de l éclipse du 8-9 novembre 2003 (J.P. Roux)

70 50% d éclipse. Pose d une fraction de seconde.

71 On peut voir la forme circulaire de l ombre de la Terre

72 90% d éclipse. Pose longue. Les 10% encore au soleil sont surexposés. La partie «à l ombre» parait rougeâtre

73 Toute la Lune est dans l ombre. Pose très longue. En général, la Lune se pare d une très belle couleur rouge cuivre.

74 Pourquoi la Lune devient-elle rouge pendant les éclipses? Cône d ombre de la Terre Lune Terre Elle devrait être invisible! Soleil

75 Pourquoi la Lune devient-elle rouge pendant les éclipses? Cône d ombre de la Terre Lune Terre Atmosphère Parce que l atmosphère terrestre diffuse et dévie les grandes longueurs d onde (rouge) Soleil

76 Montage montrant (1) la Terre photographiée depuis la Lune et (2) une photo du sol prise par Apollo 12 avec au 1 er plan la sonde Surveyor 3 qui s était posée quelques années auparavant et qui a photographié une éclipse

77 Montage montrant (1) la Terre photographiée par Surveyor 3, pendant une éclipse de Lune (pour la Terre), c est-à-dire pendant une éclipse de Soleil pour la Lune et (2) une photo du sol prise par Apollo 12 avec au 1 er plan la sonde Surveyor 3

78 Photo Luc Germain Un montage de toutes les phases

79 Photo Luc Germain Un montage de toutes les phases montrant la rotondité de l ombre de la Terre

80 Photo Luc Germain Un montage de toutes les phases montrant la rotondité de l ombre de la Terre

81 Cela fait 2200 ans que le Grec Aristarque de Samos avait fait cette remarque, et en avait déduit que l ombre de la Terre (donc la Terre) était environ 3 fois plus grosse que la Lune. Or les Grecs avaient aussi mesuré le diamètre de la Terre (environ km). Le diamètre de la Lune était donc d environ km.

82 Comment Eratosthène (3ème siècle avant notre ère) a fait pour mesurer le diamètre de la Terre, il y a 2200 ans? Distance Alexandrie-Assouan : 1000 km = 9 1 degré = 1000 / 9 = 111 km Circonférence de la Terre = 360 = 360 x 111 = km Diamètre de la Terre = / p = km SOLEIL À Alexandrie, le 21 juin, les rayons du Soleil font un angle de 9 avec la verticale À Assouan, le 21 juin, les rayons du Soleil arrivent à la verticale et éclaire le fond des puits La Terre

83 Et grâce au théorème de Thalès, les Grecs avaient aussi calculé la distance Terre - Lune Pièce de monnaie de 1 cm de diamètre Aristarque de Samos : diamètre Lune 1/3 diamètre Terre Eratostène : diamètre Terre km diamètre Lune km Observation de tout un chacun : une pièce de monnaie de 1 cm de diamètre tenue à bout de bras (1 m = 100 cm) cache entièrement la Lune Théorème de Thales sur les triangles semblables : 100/1 = d/4000 d = distance Terre-Lune km

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