Sciences et métiers Découverte des métiers- Fiche professeur Niveau : 3

Découverte des métiers- Fiche professeur
Niveau : 3ème
Sciences et métiers
Nom du métier : Astronome
Disciplines concernées : Mathématiques et Physique
Objectif général : démontrer par une méthode physique l’existence d’objets célestes extérieurs à
notre Galaxie ( Messier 31 par exemple).
Objectifs pédagogiques :
Dans la compétence 1 : (pour ceux qui feraient une présentation à l’oral)
Dire :
-Développer de façon suivie un propos en public sur un sujet déterminé
Dans la compétence 3 :
Pratiquer une démarche scientifique. Résoudre un problème :
-Rechercher, extraire l’information utile
-Mesurer, calculer
-Raisonner, argumenter
-Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus à l’aide d’un langage adapté.
Savoir utiliser des connaissances et des compétences mathématiques :
- Nombres et calculs : traduire les données d’un exercice à l’aide de nombres relatif, comparer des
nombres.
- Organisation et gestion de données : lire et relever des données présentées de graphiques
- Grandeurs et mesures : effectuer des conversions d’unités relatives aux grandeurs étudiées
Savoir utiliser des connaissances dans divers domaines scientifiques
-Mobiliser ses connaissances pour comprendre des questions liées à L’Univers
Dans la compétence 7 :
- Se familiariser avec l’environnement économique, les entreprises, les métiers de secteurs et de niveaux de
qualification variés
- Connaître les parcours de formation correspondant à ces métiers et les possibilités de s’y intégrer
Méthode et déroulement des activités : après une lecture de la mission en classe entière, le
professeur devra certainement expliciter les notions de magnitudes ainsi que les unités de
distances dans l’Univers. Le document ressource n°5 doit faire l’objet d’une photocopie pour un
relevé de coordonnées graphiques.
Les élèves par groupe effectuent les 4 questions posées et réfléchissent ensemble à une
présentation au tableau pour leur camarade. Ils doivent ensuite déterminer quel astronome il
incarne à partir de l’intitulé de la mission et du document ressource 2. Ils pourront s’ils le
souhaitent projeter des photos de galaxies appartenant au groupe local ( document ressource 6 ).
Nota Bene : les élèves doivent disposer d’une règle, d’une calculatrice et éventuellement d’un accès
à un poste informatique.
Travail de l’élève : à partir des documents ressources, l’élève effectue les 4 questions de
l’activité. Il pourra travailler en groupe et présentera ses résultats au tableau à la manière d’une
« conférence ». Le professeur pourra fournir des indications sur le type de présentation voulue.
Eléments de réponses : les réponses aux questions de l’activité
1/ Les magnitudes imaginées par les astronomes grecs de l'Antiquité (on parlait alors de "grandeur") était un
classement (1-> étoile très brillante, 2-> étoile un peu moins brillante, …); la définition rigoureuse de la magnitude
donnée au 19ème siècle a respecté ce caractère. Vega est plus brillante que Deneb.
2/ m-M=19,8-(-4,7)=24,5
Le graphique donne alors: d = 7,7 x 105 pc = 2,3 x 1019 km = 2,3 x 106 a-l
Sur le document ressource 6, on vérifie
que M31 (galaxie d’Andromède) est bien
à deux millions d'années-lumière environ
de la Voie Lactée (notre Galaxie).
3/ La distance de la galaxie d'Andromède
(dans laquelle se trouve l'étoile dont on a
calculé la distance au 2/) est très
supérieure au diamètre de notre Galaxie
(document ressource 3: 100 000 a-l),
donc c'est un système d'étoiles extérieur
à notre Galaxie, c'est une autre galaxie.
4/ On trouve dans le Groupe Local de
galaxies (environnement galactique de la
Voie Lactée):
•
la galaxie d'Andromède (M31) et ses deux galaxies satellites M32 et M110
•
La galaxie du Triangle (M33)
•
D'autres galaxies plus petites (NGC 185, 147, 3109, …)
• Des galaxies naines ( Dwarf)
Formation ou Evaluation collégiale (indicateurs de réussite) :
Pré requis: Savoir maîtriser la notation scientifique et les puissances de 10.
Avoir compris que la magnitude permet d’évaluer la luminosité d’une étoile
Savoir effectuer des conversions d’unités ( de parsec, en kilomètre puis en années-lumière )
Savoir relever une coordonnée sur un graphique d’une fonction non linéaire
Savoir comparer des nombres
Prolongements possibles : analyser le document ressource 6 du Groupe Local faisant apparaître
une quarantaine de galaxies dont la nôtre.
Retours d’expérimentation :
- de professeurs, copies d’élèves ou diaporamas….
Témoignages :
Appréciations de scientifiques de l’institut d’astrophysique de Paris
„ Florence DURRET (astronome à l'IAP):
„ Elisabeth VANGIONI, ingénieur de Recherche à l'IAP:
Excellent exercice astrophysique qui correspond bien au niveau