Chapitre 0. Astronomie à l œil nu

Transcription

1 Chapitre 0 Astronomie à l œil nu

2 0.1 Constellations

3 Introduction à l astronomie, Jacky Filion, Éditions Études Vivantes, 1990

4 Introduction à l astronomie, Jacky Filion, Éditions Études Vivantes, 1990

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6 88 Constellations

7 Constellations du zodiaque

8 Nom des étoiles Nom ancien les plus brillantes Ex. Sirius, Polaris, Bételgeuse Alphabet grec en ordre de luminosité décroissante à l intérieur d une constellation Ex. Alpha de la Lyre, Bêta de la Lyre, etc. Nom systématique Ex. Lalande 21185, LSI

9 Carte du ciel et cherche-étoiles

10 0.2 Rotation de la sphère céleste Sphère céleste enveloppe courbe autour de la Terre sur laquelle les étoiles sont fixées Pendant la rotation de la Terre, les étoiles semblent se déplacer dans le ciel autour de l étoile polaire. (voir figure 0.4, page 17)

11 Orientons-nous! Pôles célestes Équateur céleste Déclinaison Altitude

12 Position des étoiles sur la sphère céleste

13 Relation entre la latitude et l altitude de l étoile polaire Rappel (géographie) : latitude

14 Étoiles circumpolaires et étoiles invisibles Étoiles circumpolaires toujours visibles à partir d un endroit (peu importe la saison ou l heure de la nuit) se situent entre 90 et (90-L) de déclinaison Étoiles invisibles toujours invisibles à partir d un endroit (peu importe la saison ou l heure de la nuit) car elles sont audessous de l horizon entre -90 et (90-L) de déclinaison

15 Déclinaison de quelques étoiles

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17 Polaris, Dubhe et Castor: circumpolaires Mintaka, Formalhaut et Alpha du Centaure: invisibles

18 Polaris et Dubhe: circumpolaires Castor, Mintaka et Fomalhaut: se lèvent et se couchent Alpha du Centaure: invisible

19 Comment déterminer si une étoile est circumpolaire ou invisible ou ni l une ni l autre?

20 p. 47 # 1, 3, 5 à 8, 10 Exercices

21 0.3 Mouvement annuel du Soleil Vu de la Terre, le Soleil se déplace dans le ciel. Certaines constellations (zodiaque) ne sont visibles qu à certains temps de l année. On dit que le Soleil passe par ces constellations. La trajectoire apparente du Soleil se nomme écliptique. L écliptique et l équateur céleste forment un angle de 23.

22 Position apparente du Soleil

23 Position apparente du Soleil

24 Équateur céleste blanc écliptique rouge

25 écliptique Puisque les orbites des planètes sont presque toutes dans le même plan, les trajectoires apparentes du Soleil et des planètes évoluent à l intérieur d une bande étroite parallèle à l écliptique.

26 Le plan de l'écliptique est visible sur cette photo prise lors d une expédition sur la Lune en Cette étonnante prise de vue révèle (de droite à gauche) la Lune éclairée par le clair de Terre, le Soleil se levant sur la face cachée de la Lune, et les planètes Saturne, Mars et Mercure(les trois points à gauche). (Wikipedia)

27 0.4 Les saisons La déclinaison du Soleil varie au cours de l année. Au solstice d été: δ=+23 Aux équinoxes (printemps et automne): δ=0 Au solstice d hiver: δ=-23 Animation

28 Quelques animations Mouvement de la Terre autour du Soleil Position de la Terre et flux solaire incident

29 Exercices p. 47 # 12, 14, 16 p. 48 # P1, P2, P3

30 Réponses p. 47 # 12 p. 47 # 14 p. 47 # 16 p. 48 # P1 p. 48 # P2 p. 48 # P3

31 0.5 Les phases de la lune Rotation tourner autour de son axe Révolution tourner autour d une planète ou une étoile La Lune réfléchit environ 7% de la lumière du Soleil Edumedia : Soleil Terre Lune

32 Phases de la Lune pleine Lune

33 Phases de la Lune lune gibbeuse

34 Phases de la Lune quartier (demi-lune)

35 Phases de la Lune - croissant

36 Phases de la Lune nouvelle Lune

37 Figure 0.12 page 24

38 Animations Edumedia Système Terre/Lune #1 Phases de la Lune Croissant de Lune

39 Application: utilisation de la figure 0.12 Peut-on voir la Pleine Lune pendant le jour? À quelle heure culmine-t-elle? Vers quelle heure la Lune gibbeuse décroissante culmine-t-elle? Au coucher du Soleil, quelles phases lunaires sont visibles? Pendant quelle partie de la journée un observateur verra-t-il la Lune se coucher lorsqu elle est à son premier quartier?

40 0.7 Éclipses de Lune et de Soleil Ombre Pénombre Animation Edumedia ombre et pénombre & ombres multiples

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42 Éclipse de Lune

43 Éclipse totale de la Lune

44 Tous les levers et couchers du Soleil en même temps!

45 Éclipse partielle de la Lune

46 Éclipses lunaires Edumedia: éclipse lunaire,

47 Exercices p. 48 #18, 19, 20, 22, 24 p. 49 #P8, P9

48 p. 48 # 18 Réponses aux exercices

49 Réponses aux exercices p.48 #19 Vrai. On ne peut jamais observer de croissant de Lune à minuit car elle serait déjà couchée. p.48 #20 p.48#22 Il n y a pas d éclipse à chaque mois car l orbite de la Lune est inclinée d environ 5 degrés par rapport à l orbite de la Terre. Les alignements parfaits sont donc rares. p.48 #24 La Lune paraît rouge lors d une éclipse totale de la Lune car une partie de la lumière solaire est déviée par l atmosphère terrestre et atteint la surface lunaire. Cette lumière correspond aux levers et couchers du Soleil.

50 Réponses aux exercices p.49 #P8 Vu que la Lune culmine pendant le jour pour les croissants et culmine pendant la nuit pour les Lunes gibbeuses, il est plus probable de voir la Lune plus que demi-pleine car elle passera plus de temps dans le ciel pendant la nuit. (voir figures 0.12 et 0.14) p.49 #P9 Vu que les gens ont tendance à voir le coucher du Soleil plutôt que son lever, on observe la Lune au début de la nuit donc on a plus de chance de voir le premier croissant (en forme de D).

51 Éclipse du Soleil

52 Éclipse solaire Lorsque la Lune passe entre la Terre et le Soleil. Le cône d ombre de la Lune touche seulement une petite partie de la Terre. La zone d éclipse totale ne dépasse pas 270 km de diamètre. La zone d éclipse partielle (pénombre de la Lune) mesure jusqu à 6000 km de diamètre. Une éclipse totale ne dure jamais plus que 8 minutes à un endroit donné sur Terre.

53 Éclipse partielle

54 Éclipse totale

55 Éclipse annulaire

56 Éclipses (suite) Edumedia: éclipse totale Depuis longtemps, on prédit avec précision les éclipses. Construction d une machine en Lego. Il y a en moyenne 2 éclipses solaires par année. Les éclipses solaires se répètent aux 54 ans pour une région de la surface de la Terre.

57 p. 48 # 23 Exercices

58 Correction p. 48 #23

59 0.6 Durée du jour et du mois Rappel: rotation vs révolution Une rotation de la Terre prend 23h56min4sec mais on sait qu il y a 24 heures dans une journée. Une révolution de la Lune prend 27,3 jours mais 29,5 jours séparent deux pleines Lunes consécutives. Pourquoi ces écarts?...

60 Pour une rotation de la Terre

61 Jour solaire: 24 h Jour sidéral: 23h56 min (rotation de la Terre mesurée par rapport aux étoiles «fixes») Les astronomes utilisent le temps sidéral

62 Jour solaire & Jour sidéral - Edumedia

63 Pour une révolution de la Lune

64 Mois sidéral & mois synodique - Edumedia Mois sidéral: 27,3 jours Mois synodique: 29,5 jours (durée d un cycle des phases de la Lune)

65 p.49 # P10, P11 Exercices

66 0.8 Précession des équinoxes L axe de rotation (l axe Nord-Sud) oscille à cause des forces de marée (gravitationnelles) de la Lune et du Soleil agissant sur la Terre. La période d un cycle est années. De nos jours, l étoile Polaris est l étoile polaire (la plus proche de l axe). Il y a 5000 ans, l étoile Thuban était l étoile polaire. Dans ans, l étoile Véga sera l étoile polaire.

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69 0.9 Le calendrier Une année sidérale (tour du Soleil par rapport aux étoiles) dure 365,2564 jours. Une année tropique (cycle des saisons) dure exactement 365,2422 jours. Un calendrier doit assurer que les saisons ne se «promènent» pas à travers les mois! Il doit coïncider le plus fidèlement avec l année tropique.

70 Le calendrier julien (des mois de 30 ou 31 jours, sauf février qui en a 28) fut élaboré par Sosigène d Alexandrie suite à une demande de Jules César (45 av. J-C). Ce calendrier avait une année bissextile à chaque 4 ans. Le calendrier grégorien (pape Grégoire XIII) modifia les règles pour les années bissextiles afin de rapprocher le calendrier au cycle des saisons. Ce calendrier fut adopté par la plupart des pays catholiques en 1582.

71 Exercices p. 48 #27, 28, 29, 30 p. 49 #P13a et b

72 0.10 Autres objets célestes visibles à La Voie lactée l œil nu

73 Nuages de gaz et poussière Galaxies lointaines Nébuleuses

74 comètes

75 Les planètes (astres errants) 5 planètes sont visibles à l œil nu Mercure Vénus Mars Jupiter Saturne Mouvement distinct dans le ciel d où le nom «errant»

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