Astronomie : la Terre, le système solaire et l’Univers

LA ROTATION DE LA TERRE Preuves de la rotation de la Terre sur elle-même : Terre immobile au centre du monde La Terre tourne sur elle-même et sur son orbite (Copernic, Galilée…)

Au IIe siècle : système de Ptolémée ou modèle géocentrique PTOLEMEE (+125 +151) http://www.ac-reims.fr/datice/sc_physiques/docs/lyc/2/eratosthene1/science.htm

1543 : Nicolas Copernic propose une nouvelle version de l’organisation du monde : un modèle héliocentrique. Nicolas Copernic (1473-1543) http://www.ambafrance-ma.org/efmaroc/berchet/espacenfants/magenligne/physchim/copernic/copernic.jpg http://www.eternnyt.com/eternnyt/2009-lannee-de-lastronomie-copernic/

Conflit avec les idées de l’époque et les croyances religieuses qui fixaient l’Homme et donc la Terre au centre de l’univers: CRPE Sciences expérimentales et technologie TOME 2 Edition Tavernier

- Travaux de Newton (vers 1680) et l’expérience du pendule de Foucault en 1851 http://www.epsic.ch/branches/electrotechnique/theorie/inductance/230.html

Quelques ordres de grandeur : La Terre est animée de deux mouvements principaux : - Un mouvement de révolution autour du soleil dans un plan écliptique en 365, 25 jours. - Un mouvement de rotation sur elle-même autour de l’axe des pôles en 23 h 56 minutes et 4 secondes http://florenaud.free.fr/Precession_fichiers/precession.gif

Des phénomènes observables expliqués par la rotation de la Terre : Variation de l’ombre observable à l’aide d’un gnomon au cours d’une journée - Variation de l’ensoleillement d’une pièce au cours de la journée http://a21.idata.over-blog.com/599x396/0/30/66/07/r-alisations-personnelles/mouvement-de-l--ombre-du-gnomon-le-30-octobre.jpg

ALTERNANCE JOUR/NUIT: Le soleil éclaire en permanence une moitié de la Terre : c’est la journée. http://www.oniros.fr/solsticevf.html L’autre moitié est dans l’ombre, c’est la nuit. http://phortail.org/images/europe_400.jpg

Déplacement apparent des étoiles autour de l’étoile polaire (si on se trouve dans l’hémisphère nord) au cours d’une nuit : Encyclopédie encarta 2006 http://www.ac-nice.fr/clea/lunap/html/Rotation/RotationEnBref.html CRPE Sciences expérimentales et technologie TOME 2 Edition Tavernier

LES FUSEAUX HORAIRES - 24 fuseaux horaires avec le choix d’un méridien d’origine dont l’heure solaire est une référence. http://www.fgienr.net/fuseaux/fuseaux.gif

LA REVOLUTION DE LA TERRE Tout en tournant sur elle-même en une journée (environ), la Terre fait le tour du soleil. Ce mouvement de révolution autour du soleil dans un plan est appelé plan de l’écliptique et se produit en 365,25 jours environ. Son axe, Nord-Sud, par rapport à l’écliptique, garde toujours une direction fixe dans l’espace. La Terre tourne dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. http://www.louisg.net/E_croissant_musulman.htm

SAISONS, SOLSTICES, EQUINOXES Au cours de la journée, le soleil décrit une trajectoire circulaire. Ce mouvement est donc à l’origine du phénomène des saisons. Les dates de début des saisons soulignent les 4 événements astronomiques qui régissent le cycle des saisons : équinoxes du printemps et de l’automne solstices d’été et d’hiver http://www.ac-nice.fr/clea/lunap/html/Revolution/RevolutionEnBref.html

Si l’axe de la Terre était droit, les nuits et les jours dureraient toutes 24h. Or l’axe est incliné ce qui provoque les variations saisonnières. En Europe, les évolutions sont : - au solstice d’hiver (21-22 décembre) la trajectoire est la plus courte , le soleil se lève au sud-est et se couche au sud-ouest. - aux équinoxes de printemps (20-21 mars) et d’automne (22-23 septembre), le soleil se lève exactement à l’est et se couche exactement à l’ouest. - au solstice d’été (20-21 juin), la trajectoire est la plus longue, le soleil se lève au nord-est et se couche au nord-ouest.

L’inclinaison des rayons du soleil varie au fil des saisons. En hiver, la même quantité d’énergie reçue du soleil se répartit sur une surface plus grande qu’en été => le réchauffement du sol et de l’air est moins important => les températures moyennes sont plus basses.

ANNEE BISSEXTILE On a ajouté une journée intercalaire afin de rattraper le retard pris par l’année civile (365 jours) sur l’année solaire (365 jours et ¼ de jours c’est à dire 365,25 jours). Puis en 45 avant JC, sous Jules César, on fait appel à l’astronome grec Sosigène d’Alexandrie. Il crée donc notre année de 365 jours plus une journée intercalaire tous les 4 ans. Il faut attendre le calendrier grégorien pour que le système soit encore plus précis.

Elle est dite bissextile lorsqu’elle comporte 366 jours au lieu de 365 Elle est dite bissextile lorsqu’elle comporte 366 jours au lieu de 365. Elle revient tous les 4 ans et comprend un 29 février. Sont bissextiles les années : - soit divisibles par 4 mais non divisibles par 100 - soit divisibles par 400

LA LUNE Un satellite de la Terre Un astre solide 3476 km de diamètre, dont le centre est situé à environ 384000 km de celui de la Terre La lumière, qui se déplace à la vitesse de 300000 km/s, met donc un peu plus d'une seconde pour aller de la Lune à la Terre.

1) Les mouvements de la Lune 2 révolutions de la Lune autour de la Terre : la révolution synodique : c'est le temps que va mettre la lune pour faire un tour complet autour de la Terre, et revenir à la même phase, soit 29 jours, 12 heures et 44 minutes. la révolution sidérale : le temps qu'il faut à la Lune pour faire un tour sur elle-même, 27 jours, 7 heures et 43 minutes

2) Les phases de la Lune On a découpé la révolution synodique de la Lune en 8 grandes phases. Le mouvement de la Lune passe par quatre positions remarquables, qui correspondent aux quatre phases lunaires principales, généralement indiquées sur le calendrier : Nouvelle Lune, Pleine Lune, Premier Quartier, Dernier Quartier.

lunaison : temps séparant deux Nouvelles lunes successives. http://pagesperso-orange.fr/robert.Delclos/lune.htm lunaison : temps séparant deux Nouvelles lunes successives.

LES ECLIPSES Les éclipses de Soleil ou de Lune s’observent lorsque les 3 astres Terre, Lune et Soleil se trouvent alignés.

Une éclipse de Lune : - La Terre vient s’intercaler entre le Soleil et la Lune Jour de pleine Lune On la voit de nuit - Lorsque la Lune pénètre dans l’ombre portée par la Terre, elle n’est plus éclairée directement par le Soleil. L’ombre de la Terre est plus grande que la Lune : la Lune peut être complètement masquée. http://www.ledictionnairevisuel.com/images/qc/eclipse-de-lune

Une éclipse de Soleil: La Lune passe entre la Terre et le Soleil. Jour de Nouvelle Lune. On la voit de jour. On ne voit l’éclipse que dans une certaine zone de la Terre. www.montlhery.com/Images/eclipse_schema.gif www.gulli.fr/var/jeunesse/storage/images

LE SYSTEME SOLAIRE Notre système solaire se compose d'une étoile, le Soleil, et des différents astres qui tournent autour de ce Soleil : huit planètes qui tournent dans le même sens autour du Soleil, les anneaux des planètes, les satellites, les astéroïdes, les comètes... http://samsa555.centerblog.net/2929147-le-systeme-solaire

Une planète: C'est un corps céleste qui : - est en orbite autour du Soleil - a une masse suffisante pour avoir une forme sphérique a éliminé tout corps susceptible de se déplacer sur une orbite proche. Pluton: planète naine

astres : corps célestes étoiles : astres qui produisent et émettent de la lumière (comme le Soleil). - satellites : astres non lumineux par eux-mêmes, qui gravitent autour d'une planète. La lune est le seul satellite naturel de la Terre. http://pompierpiennes.e-monsite.com/rubrique,recherche-satellite,1101915.html

astéroïdes : petits corps solides qui gravitent autour d'une étoile astéroïdes : petits corps solides qui gravitent autour d'une étoile. Entre Mars et Jupiter, se trouve ce qu'appellent les astronomes, la ceinture d'astéroïdes. Il s'agit d'une sorte d'anneaux composés de corps rocheux. http://carrez.christophe.free.fr/spip.php?article39

- galaxies : gigantesques ensembles d'étoiles. comètes : petits corps formés de glace et de poussière qui gravitent autour d'une étoile. http://tnencyclopedie.tableau-noir.net/comete.html - galaxies : gigantesques ensembles d'étoiles. http://nityavarnes.unblog.fr/2008/11/

nébuleuses : vaste nuage de gaz et de poussières enveloppant une étoile ou situés entre des étoiles. http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/collisions-de-cometes-au-coeur-de-la-nebuleuse-helix_10374/

EXPLORATION DE LA LUNE ( HISTORIQUE) Lunik 1 20 juillet 1969 : Mission Apollo 11 Mission Clémentine Dernière visite : 1998

S’ORIENTER SUR TERRE Les pôles nord et sud Pôles géographiques sont les 2 points où l’axe de rotation de la terre, dans son mouvement de rotation sur elle-même, traverse la surface du globe Pôles magnétiques sont la conséquences de mouvements magnétiques complexes qui ont lieu à l’intérieur de la Terre. Le pôle nord magnétique est à proximité du pôle nord géographique. L’équateur Le plan de l’écliptique

La latitude : éloignement de l’équateur du lieu considéré. Les parallèles : ensemble de cercles à la surface du globe parallèles à l’équateur. http://www.gulli.fr

La longitude : renseigne sur la position du lieu considéré sur un parallèle. Méridiens : demi-cercles à la surface de la Terre (méridien de Greenwich : méridien d’origine). http://www.gulli.fr

Les tropiques et les cercles polaires Tropique du cancer Tropique du capricorne Cercle polaire arctique Cercle polaire antarctique www.geofri.ch/.../Carte_mondiale_des_climats.jpg

Au niveau local, on se repère grâce aux points cardinaux (bord, sud, est, ouest) Une bonne connaissance des mouvements apparents du Soleil en journée et du mouvement apparent des étoiles la nuit permet de retrouver les directions nord- sud.

MESURE DU TEMPS : LE CADRAN SOLAIRE Différents moyens utilisés par les hommes pour mesurer le temps : Le cadran solaire La clepsydre Le sablier L’horloge mécanique

La cadran solaire Il possède un style orienté parallèlement à l’axe de rotation de la Terre et son ombre indique l’heure tous les jours de l’année. Des marques tracées sur leur surface représentent chaque heure de la journée. Ils utilisent le déplacement de l’ombre au fur et à mesure que le soleil se déplace dans le ciel pour indiquer l’heure. Au fur et à mesure que la journée avance, l’ombre du style se déplace dans le cadran. http://www.gulli.fr

CREDITS Sciences expérimentales et technologie, Tavernier Hatier concours, sciences et technologie, 2006 et 2008