Leçon 1 : Les magnitudes stellaires

Durée prévue

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

Objectifs

204-5
Cerner les principales variables et en tenir compte dans les recherches (p. ex. prévoir quelles variables peuvent affecter la grosseur des cratères sur la Lune en faisant l'expérience avec une bille qu'on laisse tomber dans de la farine).
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).

Objectifs généraux

En étudiant un applet, l'élève fait le lien entre la luminosité stellaire et l'échelle de magnitude, c'est-à-dire que les étoiles les plus lumineuses se situent le plus bas dans l'échelle.

Liens pédagogiques

  • Mathématiques
    • droite réelle
    • nombres entiers

Aperçu de la leçon

Dans cette leçon, les élèves visualisent l'applet « Les magnitudes stellaires » afin de comprendre l'échelle de magnitude 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

  • magnitude

Déroulement de la leçon

Débuter en présentant aux élèves l'applet « Les magnitudes stellaires » sans donner d'explications. Laisser les élèves émettre leurs hypothèses sur le contenu de l'applet. Après avoir discuté brièvement des idées, présenter de nouveau l'applet tout en expliquant ce qui suit :

Bien que les milliers d'étoiles dans le ciel nocturne se ressemblent toutes, elles diffèrent en apparence davantage que ce que nous laisse croire notre vision à partir de la Terre. En effet, les étoiles se distinguent par leur grosseur, leur masse, leur température, leurs couleurs, leur luminosité (la puissance), leur composition et leur durée de vie. Les plus grosses étoiles font 300 fois le diamètre du Soleil et envelopperaient l'orbite de la Terre, tandis que les petites étoiles peuvent être de taille inférieure à la Terre elle-même. La plus grande distinction entre les étoiles est le degré de luminosité. La luminosité apparente d'un corps céleste est déterminée par la magnitude, une échelle numérique créée par Hipparque en l'an 160 av. J.-C. Selon lui, les étoiles les plus brillantes ont une magnitude de un, alors que les plus sombres ont une magnitude de six; en d'autres termes, plus forte est la luminosité, plus basse est la magnitude sur l'échelle. Cette échelle a été étendue et peut maintenant s'appliquer à tout corps céleste. La pleine lune a une magnitude de -12,7, Vénus, à son plus fort, une magnitude de -4,1, l'étoile la plus lumineuse, -1,46 et les corps célestes les plus sombres, visibles à l'aide de puissants télescopes, ont une magnitude d'environ +29.

Une fois qu'ils ont bien saisi l'échelle de magnitude, demander aux élèves de deviner approximativement la magnitude du Soleil à partir de divers endroits dans l'espace.

La magnitude du Soleil
Emplacement Magnitude Distance (UA)
Mercure -30,0 0,4
Vénus -29,0 0,7
Terre -28,0 1,0
Mars -27,0 1,5
Jupiter -24,4 5,2
Saturne -23,2 9,6
Uranus -21,5 19,2
Neptune -20,6 30,1
Pluton -20,5 39,5
Alpha du Centaure (étoile) +0,4 272 647
Véga (étoile) +4,3 1 659 060
Deneb (étoile) +13,0 89 174 497

Donner aux élèves la magnitude du Soleil à partir de Mercure et de Pluton, et leur demander de deviner les magnitudes à partir des autres planètes, de même qu'à partir de l'étoile la plus près en dehors de notre système solaire.

Fin de la leçon

Une fois la leçon terminée, donner les valeurs réelles et inviter les élèves à comparer leurs réponses. Discuter des écarts importants.

Évaluation

Évaluer la compréhension des élèves en observant et en posant des questions