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Le cycle de vie d'une étoile

Module 2 : Le Soleil et les étoiles

Observer la rotation | Rotation linéaire | Rotation angulaire| Calcul de la grosseur

Commandes à bouton :

• (1) Bouton d'aide :
  • Ce bouton permet d'ouvrir une fenêtre d'aide.
• (2) Calculer la rotation linéaire :
  • Ce bouton permet d'ouvrir une nouvelle fenêtre dans laquelle les élèves entrent des données pour le calcul de la rotation linéaire.
• (3) Calculer la rotation angulaire :
  • Ce bouton permet d'ouvrir une nouvelle fenêtre dans laquelle les élèves entrent des données pour le calcul de la rotation angulaire.
• (4) Calculer la grosseur des taches solaires :
  • Ce bouton permet d'ouvrir une nouvelle fenêtre dans laquelle les élèves entrent des données pour le calcul de la grandeur d'une tache solaire.
• (5) Boutons de commande :

• (A) Remise à zéro : pour recharger l'applet et réinitialiser les paramètres.
• (B) Recul : tenir enfoncé pour faire reculer l'applet.
• (C) Pause : pour arrêter temporairement l'action de l'applet.
• (D) Mise en marche : pour commencer ou recommencer l'action de l'applet.
• (E) Avance rapide : tenir enfoncé pour faire avancer l'applet.
• (F) Fin : pour avancer l'applet jusqu'à la fin.
• (G) Vitesse : pour sélectionner le chiffre et entrer une valeur supérieure afin d'augmenter la vitesse d'avance ou de recul.
• (H) Barre de défilement : indique la progression de l'applet.
• (I) Déplacement des commandes : cliquer et faire glisser pour repositionner les boutons de commande dans l'écran de l'applet.
• (J) Réduction : pour réduire les boutons de commande.

• (6) Afficher/masquer la règle : cliquer sur ce bouton pour afficher ou
  masquer la règle.
• (7) Marqueurs : cliquer sur les marqueurs et les faire glisser sur une tache solaire.

Utilisation de l'applet :

Cet applet a été conçu comme un outil interactif pour permettre aux élèves d'étudier la rotation du Soleil. Ceux-ci peuvent ainsi repérer et observer les taches solaires à la surface du Soleil sur une période de quelques jours. Cet applet comporte quatre activités. Dans l'ensemble, elles permettent aux élèves d'approfondir la notion de la rotation du Soleil et d'effectuer des calculs scientifiques puis de réfléchir sur ces calculs.

Activité 1 : Observation de la rotation du Soleil

Avec cette activité, les élèves observent le mouvement des taches solaires à la surface. L'animation montre des images du Soleil sur une période de 35 jours consécutifs. Les élèves peuvent aussi repérer les diverses grosseurs et formes de taches solaires.

Activité 2 : Calcul de la vitesse de rotation (approximation linéaire)

Dans cette activité, les élèves débutent en cliquant sur le bouton « Calculer la rotation linéaire ». Une fenêtre dans laquelle ils doivent entrer de l'information s'ouvre. Les élèves sélectionnent alors un marqueur (2) à faire glisser sur la surface du Soleil et le placent directement par-dessus une tache solaire. Il est préférable de mettre le marqueur sur une tache solaire située à l'extrémité gauche du Soleil. À ce moment, les élèves entrent la date et l'heure du début (3) dans la fenêtre à cet effet. À l'aide du bouton d'avance rapide (4), ils peuvent faire avancer l'animation une image à la fois. Lorsque la tache solaire dotée du marqueur s'approche de l'extrémité droite du Soleil, ils doivent placer un deuxième marqueur (2) sur la tache solaire, puis entrer la date et l'heure (5) dans la fenêtre. Il faut alors cliquer sur le bouton « Afficher/masquer la règle » (1). Les élèves mesurent la distance entre les marqueurs ainsi que la largeur totale (diamètre) du Soleil. Ils entrent les résultats dans la fenêtre de données (6 et 7) et cliquent sur le bouton de calcul (8) pour effectuer le calcul. La vitesse de rotation du Soleil sera alors indiquée en fonction des calculs de la tache solaire choisie.

Les élèves notent la vitesse de rotation et répètent l'exercice à deux ou trois reprises en choisissant chaque fois une tache solaire différente.

Ils seront à même de constater que la vitesse de rotation dépend de la position verticale de la tache solaire. Ce phénomène s'appelle « rotation différentielle » et s'explique par le fait que le Soleil est une énorme boule de gaz n'ayant pas de surface solide.

Activité 3 : Calcul de la vitesse de rotation (approximation angulaire)

Cette activité ressemble à l'activité 1, car les élèves sont également appelés à observer les taches solaires et à déterminer la vitesse de rotation. Toutefois, cette fois-ci, ils utilisent un calcul angulaire, en cliquant d'abord sur le bouton « Calculer la rotation angulaire ». Les élèves sélectionnent alors une tache solaire sur laquelle ils placent un marqueur (3) puis entrent la date et l'heure dans la fenêtre à cet effet. L'animation peut alors être avancée de la même façon qu'à l'activité précédente (4). Ils placent ensuite un deuxième marqueur (3) en prenant soin d'indiquer les nouvelles données de la date et de l'heure (5). Il faut alors cliquer sur le bouton « Afficher la grille » afin qu'une grille angulaire et sphérique se superpose à la surface du Soleil. En supposant que chaque ligne de la grille représente 15 degrés, les élèves calculent la distance angulaire que la tache a parcourue et entrent le résultat dans la fenêtre de données (6).

Les élèves cliquent alors sur le bouton de calcul (7) pour afficher la vitesse de rotation du Soleil établie en fonction des calculs de la tache solaire choisie. Les élèves notent la vitesse de rotation et répètent l'exercice au moins une autre fois. La vitesse différentielle sera à nouveau déterminée.

Les élèves sont invités à se pencher sur la différence entre les résultats de l'approximation linéaire et les calculs angulaires. Ces différences proviennent du fait que la surface du Soleil est sphérique et non plate; il faut se rappeler que la sphère complète est de 360 degrés.

Activité 4 : Calcul de la grosseur des taches solaires

La dernière activité qu'on peut faire à l'aide de l'applet est le calcul de la grosseur de la tache solaire. En cliquant sur les boutons « Calculer la grosseur de la tache solaire » et « Afficher/masquer la règle », les élèves peuvent mesurer le diamètre du Soleil (2) et la grosseur des taches solaires (3). Après avoir entré les données, ils cliquent sur le bouton de calcul (4) pour afficher la grosseur réelle exprimée en kilomètres.

Les élèves doivent ensuite répéter l'opération pour calculer la grosseur de l'ombre (la tache sombre au centre) et de la pénombre (le halo gris) de la tache solaire.

Ils sont alors invités à réfléchir à ces grosseurs par rapport à la grosseur de la Terre.