Astronomie

De Wikidebrouillard.

Article incomplet en cours de rédaction

Les Nations Unies et l'UNESCO ont déclaré l'année 2009, Année Mondiale de l'Astronomie. Nous avons créé cette balade thématique sur l'astronomie, elle reprend des expériences de Wikidébrouillard, pour expliquer certains phénomènes en astronomie. Elle reste à compléter ! Avis aux amateurs !

Planètes

Gravité

Voir la Fiche Question Pourquoi la lune tourne autour de la terre?

Qu'est-ce qui empêche la Lune de s'enfuir ? : accrocher un bouchon au bout d'une ficelle d'au moins 50 cm. Faire tourner le bouchon au bout de la corde. Si on lâche la corde, le bouchon s'enfuit ! - Notion : La Terre retient la Lune par la force de gravité.

Plus on se rapproche, plus on va vite : accrocher un bouchon au bout d'une ficelle d'au moins 50 cm. Faire tourner le bouchon au bout de la corde. Si on laisse la corde s'enrouler autour de la main à chaque tour, le rayon du cercle diminue et la vitesse du bouchon augmente !

Faire tourner un satellite - l'ascenseur pelliculaire - Notion : équilibre entre gravité et force centrifuge

«Dans un grand lit doré» : Placer une grosse pierre au centre d'un matelas. Lancer une balle à côté : sa trajectoire sera incurvée en passant près de la pierre qui déforme le matelas (voire même, la balle peut faire presque le tour de la pierre en en s'y prenant bien...) - Notion : c'est comme si le Soleil et les planètes « creusaient » l'espace à leur voisinage

Système solaire

Voir la balade thématique Système solaire

Atmosphère

Reproduis un Effet de serre pour comprendre l'atmosphère de Vénus, par exemple...

Lumière

Pourquoi les planètes brillent-elles ? : Observer une bille dans l'obscurité. Peux-tu dire quelle est sa couleur ? A présent, on l'éclaire avec une torche : quelle est sa couleur ? La bille, comme une planète, ne produit pas de lumière mais nous renvoie la lumière qu'elle reçoit des étoiles proches d'elle - Notion : Source de lumière / Réflecteur de lumière

Etoiles

Constellations

L'angle d'observation des constellations : cf L'Astronomie (Kézako) p..

Lumière

Pourquoi le ciel est bleu ? / Pourquoi on ne voit les étoiles que la nuit ? : Regarder un écran lumineux (type TV) derrière un mouchoir en papier. Si la pièce est plutôt comb, on distingue l'écran à travers le mouchoir. Par contre, si on braque une torche de l'autre côté du mouchoir, on ne verra que le mouchoir. Le mouchoir représente l'atmosphère, qui nous donne un beau ciel bleu (ou pas!) quand le Soleil l'éclaire, et l'écran représente le ciel étoilé qu'on ne peut voir que quantle Soleil est couché - Voir aussi la Fiche Question Pourquoi les étoiles ne brillent-elles que la nuit ?.

Décomposer la lumière : Éclairer un CD avec différentes sources de lumières (Ampoules classique, halogènes, néons, diodes... avec filtres): on voit un arc-en-ciel de couleurs, qui ne contient pas les mêmes couleurs d'un éclairage à l'autre - Notion : Les étoiles produisent de la lumière dans des gammes différentes, les scientifiques les étudient : on appelle ça la spectroscopie. Ça nous renseigne sur la température des étoiles.

A chaque couleur sa chaleur : chauffer une épingle à la flamme, en la tenant avec une pinc. De quelle couleur devient-elle ? - Notion : Lien entre température et couleur

Fer en feu

Mesurer la vitesse de la lumière : l'expérience de Michelson- Morley et l'expérience de Fizeau.

Comparer la vitesse du son et celle de la lumière

Disque de Newton : coller des secteurs des couleurs primaires sur une toupie. Lorsqu'elle tourne, elles semblent s'additionner et on voit du blanc.

Un luminomètre : coller 1, 2, 3, 4 ou 5 feuilles de cellophane au bout d'un tube plastique. Observer les étoiles à travers ces filtres et déterminer ainsi sa « magnitude » : à partir de quel nombre de filtres est-elle visible ?

Formes

Pourquoi les étoiles sont-elles rondes ? : Étrange mélange

Soleil

Observer le Soleil : Utiliser une paire de jumelles pour projeter sur une feuille l'image du Soleil. On peut observer les tâches solaires et leur déplacement. On peut faire de même en utilisant une « chambre noire » : boîte percée d'une petit trou, chambre fermée... C'est par cette méthode que Galilée a observé la rotation du Soleil sur lui-même.

Four solaire

Un héliographe : laisser un verre ballon, pied caché par une feuille noire, au Soleil toute le journée. Une brûlure circulaire sera visible sous son pied...

Pourquoi le Soleil est-il jaune ? : dessiner sur une feuille un disque bleu et un cercle noir de la même dimension. Regarder fixement le disque bleu pendant 60 secondes, puis regarder le cercle pendant 30s: un disque orangé apparaît dans le cercle

Le Soleil se serre les coudes : modéliser les réactions nucléaires du coeur du Soleil par des jeux de cubes : il faut assembler 4 atomes H pour obtenir un atome He, ce qui « libère des faces » des cubes, c'est à dire de l'énergie.

Temps

Remonte le temps... : Retourne un sablier. Dessine-le et trace le niveau du sable quand 10s se sont écoulées. Va montrer ce niveau à quelqu'un dans la pièce voisine, puis reviens comparer avec le niveau réel de sable dans le sablier - Notion : temps de voyage de la lumière, depuis les étoiles jusqu'à nous.

La Terre

Atmosphère

Le bleu et le rouge du ciel dans un aquarium : un aquarium rectangulaire est rempli d'eau + quelques gouttes de lait, et éclairé par une lampe sur son petit côté. Selon qu'on observe par le grand ou le petit côté, on verra l'eau plutôt bleutée ou plutôt rosée, car l'épaisseur d'eau traversée par la lumière est différente.

Gravité sur Terre

Découvre la force de gravité : lâcher 1 balle, 1 stylo, 1 foulard, ou les lancer vers le haut. Que font-ils ? Et si un enfant le fait en Australie, est-ce que ça donne la même chose ? - Notion : Formation des planètes

10 kg et 10 g tombent de la même façon : utiliser des boules de même taille mais de poids très différents (pétanque, bois, polystyrène...) et mesurer leur temps de chute depuis une même hauteur.

Le poids sur la Lune, sur Mars... : peser une assiette de porcelaine, puis le même poids en assiettes en carton. Garder 1/6 seulement des assiettes en carton : c'est le poids qu'aurait l'assiette en porcelaine sur la Lune.

Temps

Jour et Nuit : maquette de la Terre et de sa rotation...

Fuseaux horaires : avec une maquette, trouver l'heure qu'il peut être à Tokyo ou New York quand il est midi à Paris...

Comprendre les saisons : mesurer l'ombre du gnomon (tige verticale plantée dans le sol) tout au long de l'année à la même heure. La longueur de l'ombre nous indique la variation de l'inclinaison de la Terre par rapport au Soleil. C'est cette variation d'inclinaison qui provoque les saisons. Utiliser un relevé de gnomon, Réaliser une maquette... - Notion : Précession et Saisons

La Terre tourne comme une toupie : faire tourner une toupie. Quand elle commence à ralentir, son axe se balance et décrit des cercles de plus en plus grands - Notion : Précession

Le pendule de Foucault : pour « voir » la rotation de la Terre.

Lune

Les phases de la lune : nombreuses façons de le faire, en réalisant une maquette, en faisant un « jeu de rôle » où les enfants prennent le rôle de la Terre, du Soleil, de la Lune... Observer la formation et la croissance puis décroissance du croissant lunaire.

Les cratères de la Lune : lâcher des billes sur du yaourt, ou de la farine tassée... Regarder la forme des impacts obtenus et comparer avec une image de la lune. - Thème associé : Météorites

Faire un cadran lunaire

Comprendre les marées - cf Copain du Ciel p63

Eclipses

Reproduire une éclipse de Soleil, une éclipse de Lune : De nombreuses façons de le faire : en réalisant une maquette, dans une bassine d'eau, en faisant un « jeu de rôle » où les enfants prennent le rôle de la Terre, du Soleil, de la Lune... - Voir ce site pour reproduire une maquette

Pourquoi la (petite) Lune peut cacher le (gros) Soleil : Plus t'es loin, plus t'es p'tit ou encore cette expérience

Une visionneuse à éclipse : cf Mon grand livre du ciel

Rotation de la Terre sur elle-même

Jour/Nuit et Fuseaux horaires

Géodésie : L'aplatissement des pôles - Copain du Ciel p161

Champ magnétique

La magnétosphère

Aurores boréales : Voir Exposé et vidéo sur le site du Palais de la découverte et le site des Olympiades de la physique

Observation et Exploration

Lunettes, Télescopes, etc

Le premier appareil d'observation : l'oeil - Observer sa pupille dans un miroir, quand on l'éclaire beaucoup ou très peu : elle rétrécit ou s'agrandit, pour s'adapter à la quantité de lumière qu'elle reçoit.

Voir plus gros ou plus précis ? : Projeter la lumière d'une lampe sur une feuille, au travers d'une loupe. Rapprocher la loupe de la feuille petit à petit, et voir comment la lumière se concentre. Voir aussi Concentration de la lumière.

La lunette de Galilée : montage à base de deux loupes qui produit une lunette d'observation rudimentaire mais qui fonctionne.

Mesures

Une antenne pour écouter le ciel : Tapisser un parapluie d'aluminium sur sa face intérieure. L'utiliser comme antenne pour mieux capter des signaux radio...- Notion : Ecoute des éventuels messages venant de l'espace...

Histoire

L'univers géocentrique - Observer la trajectoire de Mars vue depuis la Terre

Galilée

Mesurer et Se repérer avec d'anciennes méthodes

(Liens sur Wikipédia)

Quadrant, Quartier de Davis...
Cadran solaire
Bâton de Jacob
Gnomons
Zodiaque
Mesurer la hauteur du Soleil - Le ciel et les étoiles p37
Fabrication d'outils d'observation et de mesures - cf Le Ciel et la Terre

Fusées

Lancer une fusée lunaire... Copain du ciel p73
Fusée à eau
Mini bombe : pour faire des mini-fusées
Fusée chimique : avec du vinaigre et du bicarbonate de sodium
Fusée allumette

Techniques d'exploration

cf Planétoscope p88-89

A travers l'univers

Big Bang

L'origine de l'univers + Planétoscope p51

Un big bang de confettis : faire exploser un ballon rempli de confettis

Des morceaux de Soleil : saupoudrer de la farine sur un verre d'eau : elle s'agglomère en grumeaux de plus en plus gros - Notion : la gravité a permis la formation d'étoiles, planètes etc, à partir de poussières et débris

L'expansion de l'Univers : Gonfler un ballon à moitié, le bloquer par une pince. Coller des repères de galaxies dessus, puis continuer à le gonfler : elles s'éloignent les unes des autres.

Galaxies

Fabriquer une maquette de galaxie - cf L'Astronomie (Kézako) p..

Métérorites

Les cratères de la lune

Trous noirs

Les trous noirs : mangeurs de chaleur ? : laisser un pot noir et un pot blanc remplis d'eau au Soleil, puis prendre leurs températures : le noir chauffe plus. - Notion : Les trous noirs seraient des zones qui attirent et absorbent tout ce qui passe près d'eux : lumières, planètes, même des galaxies...