Atomes et Molécules

Astronomie
Classe : 4ème
Situation dans le programme : L’AIR
LE COURANT CONTINU
LA LUMIÈRE
 Sources de lumière
 Lumière blanche et lumières colorées
 Propagation de la lumière
 Notions d’astronomie
 Détecteurs de lumière
Objectifs généraux : Présenter la structure du système solaire ;
Apprendre à utiliser la vitesse de la lumière pour calculer des ordres de grandeur dans
l’Univers.
Durée : 3 séances (au total environ 4h).
Pré requis : Propagation rectiligne de la lumière ;
Ombre et pénombre dans le système Terre-Lune.
Compétences attendues :
- Pouvoir nommer les 8 planètes classiques et les 3 planètes naines en s’éloignant du Soleil ;
- Appréhender le déplacement des planètes dans le système solaire ;
- Être capable de faire la différence entre une planète et un satellite ;
- Pouvoir écrire la vitesse de la lumière ;
- Appréhender des grandeurs avec l’aide de puissances de 10 ;
- Être capable de calculer des durées de propagation de la lumière à partir de distances parcourues et de la
vitesse de la lumière
- Être capable de calculer des distances parcourues par la lumière à partir de durées de propagation et de la
vitesse de la lumière ;
- Appréhender des ordres de grandeurs dans le système solaire.

Séance 1 : Le système solaire.
Durée : 1h30
Objectifs spécifiques :
- Présenter la structure du système solaire ;
- Différencier planète et satellite.
Compétences attendues :
- Pouvoir nommer les 8 planètes classiques et les 3 planètes naines en s’éloignant du Soleil ;
- Appréhender le déplacement des planètes dans le système solaire ;
- Être capable de faire la différence entre une planète et un satellite ;
Évaluation : formative ;
Trace écrite : Le Système Solaire
Le système solaire est constitué du Soleil, de 11 planètes et d’une multitude d’astéroïdes et de comètes qui
gravitent autour du Soleil.
Les 11 planètes se séparent en 8 planètes classiques et 3 planètes naines.
Les 8 planètes classiques sont: Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune ;
Les planètes naines sont dans des ceintures d’astéroïdes. Cérès se trouve entre Mars et Jupiter, Pluton et Éris
au-delà de Neptune.
I Mouvement des planètes.
Les planètes tournent sur elles-mêmes.
DOC 7 p. 158
Les 8 planètes classiques gravitent autour du Soleil dans le même plan, le plan de l’écliptique.
Les planètes naines ne gravitent pas sur le plan de l’écliptique.
Quand une planète a fait un tour complet autour du Soleil, on dit qu’elle a fait une révolution autour du Soleil.
Exemple de la Terre :
La Terre tourne sur elle-même en faisant un tour en 24 h.
Elle fait le tour du Soleil en une année (environ 365,25 j)
II Taille des planètes
Les planètes naines sont plus petites que les planètes classiques.
DOC pp.160-161 + DOC 8 p 158
Jupiter, Saturne, Neptune et Uranus sont des planètes gazeuses.
Jupiter est la plus grosse planète. Mercure est la plus petite planète classique.
Ex 11 p. 164 (réinvestissement des savoirs)
III Différence entre planète et satellite
Une planète gravite autour du Soleil.
Un satellite gravite autour d’une planète.
Exemples :
La Lune gravite autour de la Terre. Donc la Lune est un satellite de la Terre.
La station MIR (ou satellite TV, télescope Hubble, station ISS,…) gravite autour de la Terre. Donc la
station est un satellite artificiel de la Terre.
Jupiter possède 16 satellites naturels ! (Io, Europe, Ganymède, Callisto,…)

Séance 2 : La vitesse de la lumière.
Durée : 1h30
Objectifs spécifiques :
- Montrer que la lumière se propage sans support matériel ;
- Présenter la vitesse de la lumière ;
- Faire calculer des ordres de grandeur grâce à la vitesse de la lumière.
Compétences attendues :
- Pouvoir écrire la vitesse de la lumière ;
- Appréhender des grandeurs avec l’aide de puissances de 10 ;
- Être capable de calculer des durées de propagation de la lumière à partir de distances parcourues et de la
vitesse de la lumière
- Être capable de calculer des distances parcourues par la lumière à partir de durées de propagation et de la
vitesse de la lumière ;
- Appréhender des ordres de grandeurs dans le système solaire.
Évaluation : formative.
Trace écrite :
IV Vitesse de la lumière
 On peut voir des objets sur Terre. Donc la lumière peut se propager dans l’air.
La lumière du Soleil ou celle des étoiles peut se propager jusqu’à la Terre.
Donc la lumière n’a pas besoin d’air ou de support matériel pour se propager.
 La lumière parcourt 300 000 km en une seconde.
On dit que la vitesse de la lumière est de 300 000 km/s.
300 000 km /s = 3 × 105 km/s = 3 × 108 m/s Ex 13 p. 164 (distances en puissances de 10)
V Durée de propagation de la lumière dans l’Univers
 Calculons le temps mis par la lumière du Soleil pour arriver jusqu’à la Terre. La distance Terre-Soleil est de
150 millions de km.
300 000 km  1 s
150 000 000 km  x s
x =
300000 1150000000
= 500 s = 8 min 20 s
La lumière du Soleil met environ 8 minutes à arriver sur Terre.
 Proxima du Centaure est l’étoile la plus proche du système solaire. Pour arriver sur Terre, sa lumière met 4,2
années !
(Sensibiliser que les distances dans le système solaire sont très grandes mais que celles entre étoiles sont d’un
autre ordre) Ex. 9 p.164 (distance Soleil-Jupiter)
VI Distance dans le système solaire
On peut observer Saturne grâce à une lunette. La lumière qu’elle diffuse met 1h 10min 57s pour arriver sur
Terre. Calculons la distance entre la Terre et Saturne.
300 000 km  1 s
? km  1h 10min 57s = 4 257 s
x =
14257300000
= 1 277 100 000 km  1,3 × 109 km
Saturne se situe à environ 1,3 milliards de km de la Terre. Ex 10 p.164 (distance Terre-Lune)

Séance 3 : Évaluation.
Durée : 1h
Évaluation : sommative ;
Activités :
1- Inventaire des compétences exigées pour réussir l’évaluation.
2- Réponses aux questionnements des élèves
3- Évaluation sommative ;
4- Correction.