Leçon 2 : La sphère céleste et le mouvement circumpolaire

Durée prévue

Cette leçon se déroule sur une période d'environ 30 minutes.

Objectifs

206-5
Tirer une conclusion, basée sur des faits recueillis avec la recherche et l'observation, en réponse à une question initiale (p. ex. constater qu'un « cratère » obtenu en laissant tomber une bille dans de la farine varie en grosseur et en largeur selon la distance de la bille et sa grosseur).
301-19
Démontrer comment la rotation de la Terre crée le cycle du jour et de la nuit, et comment sa révolution autour du Soleil produit le changement des saisons.

Objectifs généraux

En consultant les applets sur la sphère céleste et le mouvement circumpolaire, l'élève acquiert des connaissances sur la rotation de la Terre et sur son influence sur notre perception du mouvement stellaire.

Aperçu de la leçon

Dans cette leçon, les élèves consulteront les applets « La sphère céleste » et
« Le mouvement circumpolaire » dans un laboratoire d'informatique afin de comprendre la rotation de la Terre et son influence sur notre perception du mouvement stellaire.

Matériel et ressources:

Nota : Cette page contient des documents dont l'accès peut nécessiter un outil particulier. Si celui-ci n'est pas installé, vous pouvez le télécharger et suivre les instructions d'installation.

Vocabulaire

  • sphère céleste
  • pôle céleste
  • mouvement circumpolaire
  • étoile Polaire
  • mouvement diurne
  • latitude
  • longitude
  • déclinaison
  • ascension droite

Déroulement de la leçon

Débuter en demandant aux élèves si le mouvement des étoiles est attribuable au mouvement physique ou au mouvement de la Terre. En discuter brièvement.

Dans le laboratoire, demander aux élèves de consulter les applets « La sphère céleste » et « Le mouvement circumpolaire » et de rédiger un court paragraphe de l'interprétation qu'ils en font. Aborder avec la classe quelques-unes des idées traitées dans les applets avant de les étudier systématiquement, en donnant des explications détaillées sur la rotation de la Terre. Expliquer ce qui suit :

Les premiers astronomes croyaient que les étoiles étaient fixes dans une sphère céleste entourant la Terre. Nous savons aujourd'hui que cela est faux (l'Univers est tridimensionnel, et les étoiles sont situées à diverses distances de la Terre), mais cette conception nous permet de mieux visualiser et comprendre notre ciel nocturne. Avec cette représentation, les étoiles ne bougent pas l'une par rapport à l'autre, mais elles se déplacent dans notre ciel nocturne en raison du mouvement diurne, en l'occurrence, la rotation de la Terre sur son axe. Du fait de la rotation de la Terre dans la sphère céleste, les étoiles se lèvent à l'est et traversent notre ciel d'est en ouest. Les astronomes utilisent un système de coordonnées pour la sphère céleste semblable à celui de la Terre. L'ascension droite est le pendant de la longitude, tandis que la déclinaison équivaut à la latitude terrestre. L'ascension droite est divisée en 24 heures, comprenant des minutes et des secondes. Bien qu'il ne s'agisse pas d'une mesure temporelle, l'ascension droite est liée au temps, car la rotation dans le ciel s'effectue en 24 heures. La déclinaison se mesure en degrés, comme sur la Terre, mais on parle de valeur négative ou positive, plutôt que du nord ou du sud.

Les étoiles semblent faire le tour du pôle céleste nordique, qui se trouve près de l'étoile Polaire (appelée aussi étoile du Nord). De la même façon que le pôle Nord terrestre est fixe pendant que la Terre effectue une rotation, le pôle Nord céleste l'est également. On peut facilement distinguer ce phénomène avec les photographies intermittentes du ciel nocturne prises sur une période de quelques heures; les étoiles laissent en effet des traces qui font le tour de l'étoile Polaire. Ce mouvement peut être vu simplement en regardant une étoile reconnaissable ou proéminente tôt dans la soirée. Après quelques heures, on peut voir comment la position de l'étoile a changé dans le ciel. Plus on s'éloigne de l'équateur vers le nord, plus haute nous apparaît l'étoile du Nord. Au pôle Nord, l'étoile Polaire est située directement au-dessus de la tête, au zénith. Plus la position apparente du pôle Nord céleste semble s'élever dans le ciel du fait d'une plus grande latitude sur la Terre, plus le ciel devient circumpolaire. Les étoiles circumpolaires sont celles qui ne descendent jamais sous l'horizon durant une année.

Fin de la leçon

Demander aux élèves s'ils ont des questions.

Évaluation

Aucune évaluation n'est requise pour cette leçon.