LE CHERCHE-ÉTOILES. LABORATOIRE No 3. Étude préliminaire. Nom Groupe Date. Partenaire. Définissez les termes suivants: Constellations circumpolaires

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1 Nom Groupe Date Partenaire LABORATOIRE No 3 LE CHERCHE-ÉTOILES Étude préliminaire Définissez les termes suivants: Constellations circumpolaires Zénith Méridien du lieu Azimut

2 LABORATOIRE No 3 LE CHERCHE-ÉTOILES I. Introduction et objectifs Après ce laboratoire, vous devrez être capable de: 1. définir les termes suivants: constellations circumpolaires, zénith, méridien du lieu, azimut, ascension droite et déclinaison. 2. faire la distinction entre système de coordonnées locales et système de coordonnées équatoriales; 3. utiliser un cherche-étoiles. SYSTÈMES DE COORDONNÉES Au cours du mouvement diurne, les étoiles conservent leur distance angulaire respective et les constellations ne sont pas déformées puisque c'est toute la sphère céleste qui tourne autour d'un axe. Cet axe est plus ou moins incliné suivant la position de l'observateur sur la Terre. Pour un observateur situé à Québec, l'axe de rotation de la sphère céleste fait un angle de 46 48' avec le plan de l'horizon. Plusieurs étoiles ont un lever et un coucher, tandis que d'autres, dites circumpolaires demeurent constamment au-dessus de l'horizon. Il faut noter qu'une certaine portion de la sphère céleste demeure invisible à l'observateur. Coordonnées locales Pour un observateur situé en un endroit particulier de la Terre, certains points importants servent de repère: le zénith et les points cardinaux. Le zénith est le point où la direction de la verticale perce la sphère céleste. Par le zénith et le pôle, on fait passer un demi-grand cercle qui coupe l'horizon en deux points diamétralement opposés appelés Nord et Sud. Le point nord est celui voisin du pôle nord pour un observateur situé dans l'hémisphère boréal. Le demi-grand cercle porte le nom de méridien du lieu. Une direction perpendiculaire définit les deux autres points cardinaux. Le point est où les étoiles se lèvent et le point ouest où les étoiles se couchent. L'angle mesuré dans le plan horizontal s'appelle l'azimut et se mesure positivement dans le sens rétrograde (du nord vers l'est) et l'angle situé dans le plan vertical s'appelle la hauteur et se mesure de l'horizon vers le zénith (de 0 à +90 ).

3 Coordonnées équatoriales La projection de l'équateur terrestre sur la sphère céleste est appelée équateur céleste. L'équateur céleste est divisé en 24 parties égales appelées ascension droite. Chaque heure est divisée en 60 minutes et ces dernières en 60 secondes. Une heure de l'équateur céleste correspond à une longueur d'arc de 15. Il faut toutefois préciser que les heures mentionnées sont des heures sidérales. La déclinaison (δ) est l'angle situé dans un plan perpendiculaire à l'équateur et passant par le cercle horaire de l'étoile. Cet angle se mesure de l'équateur vers l'étoile et varie de 0 à 90 ;. La déclinaison du pôle nord est de 90. L'origine de ce système de coordonnées est un point fixe (en -première approximation) par rapport aux étoiles et porte le nom de point vernal (γ). Le sens positif est compté dans le sens direct, soit du sud vers l'est. La connaissance exacte des coordonnées équatoriales d'un astre permet de prédire l'heure exacte où cet astre sera visible en un lieu donné.

4 II. Équipement cherche-étoiles; crayon à mine. III. Procédure expérimentale Le cherche-étoiles Le cherche-étoiles consiste en un carton rigide dont la grandeur approximative est de 20 cm x 20 cm et sur lequel figurent la plupart des étoiles visibles à l œil nu. Celles-ci occupent les mêmes positions que celles observées dans le ciel. Sur ce carton est superposée une fenêtre ovale mobile qui laisse apparaître uniquement la portion du ciel visible correspondant à la date et à l'heure que l'on a positionnées. On peut ainsi prédire les heures de lever et de coucher de toutes les constellations en tout temps de l'année. Travail Répondez aux différentes questions que vous trouverez à la fin de ce travail (voir section rapport de laboratoire).

5 Nom Groupe Date Partenaire(s) LABORATOIRE No 3 LE CHERCHE-ÉTOILES Rapport de laboratoire PARTIE A : Coordonnées équatoriales 1) Déterminez les coordonnées équatoriales pour les objets suivants: Objets Sirius (α Canis Major) Véga (α Lyra) Rigel (β Orion) Antarès (α Scorpius) Aldébaran (α Taurus) Capella (α Cocher) Dubhe (α Ursa Major) Regulus (α Leo) Castor (α Gemini) Polaris (α Ursa Minor) Ascension droite (heure, minute) Déclinaison (degré)

6 2) Identifiez les noms des objets possédant les coordonnées suivantes: Objets Ascension droite (heure, minute) Déclinaison (degré) 0h 41m ' 7h 39m h 08m h 36m 16 31' 7h 46m 28 01' 5h 55m +7 24' 10h 08m ' 11h 02m ' 11h 04m ' 11h 49m PARTIE B : Mouvement du Soleil 1) Sur quelle ligne se déplace le Soleil? 2) Comment nomme-t-on les constellations que l'on retrouve sur cette trajectoire? 3) Déterminez les coordonnées du Soleil aux dates suivantes: Date (24 h) 21 mars 21 juin 8 septembre 21 septembre 15 octobre 21 décembre Ascension droite Déclinaison

7 4) Déterminez l'heure du lever et du coucher du Soleil ainsi que la durée du jour pour les dates suivantes: Date (24 h) Lever Passage Coucher Durée 21 mars 21 juin 8 septembre 21 septembre 15 octobre 21 décembre 5) Dans quelle constellation se lève le Soleil le jour de votre anniversaire? Jour de votre anniversaire Constellation

8 PARTIE C : Les constellations 1) Nommez cinq constellations entièrement visibles toute l'année à Québec. 2) En plus des constellations circumpolaires, nommez cinq constellations entièrement visibles le 8 septembre à 21 h.? 3) À la date précédente, quelle(s) constellation(s) retrouve-t-on au méridien du lieu? 4) Dans quelle constellation se trouve l'origine du système de coordonnées équatoriales?