Astronomie

CRPE FA/ Sciences expérimentales et technologiques/ Groupe G.1.L.2/Toulouse/26-10-07
Type d’activité : Séances en autonomie
Epreuve de sciences expérimentales et technologiques
Durée : 2h
Notation :
Consignes du formateur :
Il sera tenu compte, lors de la correction, de la présentation du devoir et de la maîtrise de la langue. Le sujet que vous avez à traiter
comporte [A remplir] pages. Assurez-vous que cet exemplaire est complet. Correction type remise après l’épreuve : Oui
/ Non
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ASTRONOMIE
Correction
I/ La Terre
1-Que sont les solstices ?
Les solstices sont les deux moments de l’année où le jour est soit le plus long : solstice d’été
(21 ou 22 juin), soit le plus court : solstice d’hiver (21 ou 22 décembre).
2-Que sont les équinoxes ?
Les équinoxes sont les deux moments de l’année où le jour et la nuit sont approximativement
de même durés.
Il y a l’équinoxe de printemps (20 ou 21 mars) et l’équinoxe d’automne (22 ou 23
septembre).
3-A quel moment la Terre est-elle plus près du Soleil ?
Début Janvier (à 147 millions de km du Soleil).
Il n’y a donc pas de rapport entre les saisons et la proximité de la Terre au Soleil.
4-Pourquoi, en France métropolitaine, fait-il plus chaud en été qu’en hiver ?
En dehors des fluctuations météorologiques mineures, il existe 2 raisons principales qui font
qu’on a chaud ou froid en un lieu donné :
 La durée d’éclairement solaire
 L’inclinaison des rayons solaires à la surface de la Terre
Eté en France métropolitaine :
On constate qu’en été, les rayons du Soleil
sont peu inclinés en France (45° de latitude
Nord) et que la durée du jour est plus longue
que la durée de la nuit.
Hiver en France métropolitaine :
Dans ce cas, les rayons du Soleil arrivent au
sol avec une faible incidence (angle de 68°)
et la durée du jour est plus courte que celle
de la nuit.
Le Soleil chauffe donc mal et pendant peu de
temps.
5-Qu’est ce qu’un jour solaire ?
Un jour solaire est l’intervalle de temps qui sépare deux passages successifs du Soleil dans la
même direction. Sa valeur moyenne est de 24 heures.
6-Qu’est ce qu’un jour sidéral ?
Un jour sidéral est l’intervalle de temps qui sépare deux passages successifs d’une étoile autre
que le Soleil dans une même direction. Sa valeur est de 23h56.
7-Quelle est la différence entre un jour et une journée ?
Une journée, c’est le temps d’éclairement c'est-à-dire le temps écoulé entre le levé et le couché
du soleil.
Le jour correspond au temps que met la terre pour faire un tour autour de son axe. Le jour
comprend la journée et la nuit.
8-Qu’est ce qu’un plan écliptique ?
Le plan écliptique est le plan qui comprend les planètes du système solaire.
9-Quelles sont les caractéristiques de la Terre ?
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La Terre est la 3ème planète la plus proche du Soleil.
Sa distance moyenne au soleil est de 150 millions de km
C’est la plus grande planète tellurique.
Son diamètre est de : 12 760 km
Elle possède un satellite naturel : la Lune ainsi que plusieurs
satellites artificiels mis en orbite par l’Homme.
Elle est protégée des rayons du Soleil par l’atmosphère.
Son inclinaison est de 23° par rapport à la perpendiculaire du
plan de l’écliptique.
10-Quels sont les différents mouvements de la Terre ?
La Terre est animée de deux mouvements principaux :
- un mouvement de rotation sur elle-même autour de l’axe des pôles.
- un mouvement de révolution autour du Soleil dans un plan appelé écliptique en 365,25
jours.
11-Qu’est ce qu’un méridien ?
Les méridiens sont des demi-cercles virtuels reliant un pôle à l’autre. Par convention, on a
choisi le méridien qui passe par Greenwich ( dans la région de Londres) comme méridien origine.
12-Qu’est ce qu’une parallèle ?
Les parallèles sont des cercles de taille différente, situés dans les plans parallèles au plan de
l’équateur.
13-Quel est le rôle des parallèles et des méridiens ?
Le rôle des parallèles et des méridiens est de se repérer sur la Terre grâce aux angles de
longitude et de latitude.
14-Le Soleil se lève-t-il à l’est et se couche à l’ouest ? Pourquoi ?
Non
En réalité, le soleil parait se lever exactement à l’est et se coucher exactement à l’ouest deux
fois par ans aux équinoxes. Ce constat peut se faire par rapport à un observateur se trouvant sur
terre. C’est le mouvement apparent du soleil.
En fait, le soleil ne se lève pas ni ne va nulle part, c’est la Terre qui tourne d’ouest en est.
15-Pourquoi existe-il des années bissextiles ?
Le mouvement de révolution de la Terre autour du Soleil est de 365,25 jours. Donc tous les 4 ans,
on ajoute un jour. L’année est donc bissextile et compte 366 jours.
16-Placer, sur l’annexe 1, les tropiques et les cercles polaires.
17-Existe-t-il un ou plusieurs Nord ?
Il y a en fait 2 Nords : - le nord géographique
- le nord magnétique
Le magnétisme terrestre attire systématiquement
l’aiguille aimantée de notre boussole vers le nord ;
c’est le nord magnétique.
Si le nord magnétique coïncidait avec le nord
géographique, ce serait idéal, mais en réalité, le
pôle magnétique de l’hémisphère Nord est situé à
1900kms du pôle Nord géographique.
La déclinaison magnétique est l’écart angulaire entre
le Nord magnétique et le Nord géographique.
18-Quelle heure est-il à Tokyo quand il est 14 heures à Paris ?
Il est 23 heures.
19-Pourquoi ?
Pour des raisons de commodité, on a divisé la surface de la Terre en 24 parties : ce sont les
fuseaux horaires. (On peut remarquer que ces délimitations suivent souvent la limite des
Etats.) Il y a donc un décalage horaire entre Paris et Tokyo.
20-Quelle est l’évolution des ombres au cours d’une journée ?
Le matin les ombres sont longues et orientées vers l’ouest, vers midi on trouve l’ombre la plus
courte en direction du nord et le soir, les ombres sont longues et orientées vers l’est.
II/ Le système solaire
21-Expliquez pourquoi on ne voit qu’une seule face de la Lune ?
La Lune tourne sur elle-même dans le même temps qu’elle fait un tour autour de le Terre.
Il lui faut 1 mois pour faire le tour de la Terre mais aussi pour faire un tour sur elle-même.
22-Qu’est ce qu’une éclipse de Soleil ?
Une éclipse de Soleil se produit lorsque la Lune se trouve exactement entre la Terre et le
Soleil.
La Lune masque le Soleil pour une petite région de la Terre où l’éclipse est dite totale.
Dans la pénombre de la Lune, l’éclipse n’est que partielle (une partie du disque solaire est
toujours visible).
L’éclipse totale ne dure que quelques minutes.
23-Qu’est ce qu’une éclipse de Lune ?
Une éclipse de Lune a lieu quand la Terre passe exactement entre le soleil et la Lune.
La Lune entre alors dans la zone d’ombre portée par la Terre.
Elle ne reçoit plus directement la lumière du Soleil mais ne disparaît pas complètement car elle
continue de recevoir de la lumière diffusée par l’atmosphère terrestre : elle a un aspect orangé.
Les éclipses de Lune sont observables de toute la moitié de la Terre qui fait face à la Lune au
moment de l’éclipse (zone dans la nuit). L’ensemble du phénomène dure près d’1h30.
24-Quelles sont les différentes phases de la Lune ?
Nom
Aspect
Nom
1) Nouvelle lune
2) Premier croissant
3) Premier quartier
4) Gibbeuse
5) Pleine lune
6) Gibbeuse
7) Dernier quartier
8) Dernier croissant
Aspect
25-Citez les planètes de la plus éloignées à la plus proche du Soleil :
Neptune – Uranus – Saturne et ses anneaux – Jupiter – Mars – Terre – Vénus – Mercure.
Pluton n’est plus considérée comme une planète depuis 2006 et a été rétrogradée par les
astronomes au rang de « planète naine ».
26-Quels sont les différents types de planètes ? Donnez des exemples :
On distingue deux catégories de planète : les planètes telluriques ou planètes intérieures qui
ont une surface solide (Mercure, Vénus, la Terre, Mars) et les planètes géantes (Jupiter,
Saturne, Uranus, Neptune) qui sont des planètes gazeuses.
27-Qu’est ce que l’étoile du berger ?
L’étoile du berger n’est pas une étoile au sens scientifique du terme : c’est en fait la planète
Vénus. Le nom d’ « étoile du berger » lui a été donné avant qu’on ne sache faire la distinction
entre les étoiles et les planètes, appelant étoile tout ce qui brille dans le ciel hormis la Lune et le
Soleil. On l’associe aux bergers parce qu’elle suit de peu le coucher du soleil, ou précède de
peu son lever, et est ainsi la compagne des bergers dont la vie est étroitement liée à celle des
astres.
28-Qu’est ce que le Soleil ?
Le Soleil est « une boule de gaz » à très haute température qui émet de la lumière. Au cœur du
Soleil se produisent des réactions thermonucléaires.
Le diamètre du Soleil est de 1,4 millions de km.
Sa température est de 5400 degrés.
29-De quoi est constitué le système solaire ?
Le système solaire est constitué par l’étoile Soleil et tous les astres qui se trouvent dans son champ
de gravitation : planètes, anneaux de planètes, satellites, astéroïdes et comètes.
30-Quels sont les deux modèles de représentation du système solaire ?
Le modèle géocentrique ou modèle de Ptolémée: c’est le modèle qui est basé sur les perceptions
des hommes. Ce modèle a servi de référence jusqu’au XVI ème siècle. La Terre était considérée
comme immobile au centre du monde, tous les autres astres tournant autour d’elle. En s’éloignant
de la terre , on rencontrait successivement la Lune, Mercure, Vénus , Le Soleil, Mars, Jupiter,
Saturne puis les étoiles.
Le modèle héliocentrique : Ce n’est plus la Terre mais le soleil qui occupe le centre, la Terre et
les planètes ayant un mouvement de révolution autour du soleil. C’est Nicolas Copernic qui
propose ce modèle en 1543.Ce modèle entre en conflit avec les idées de l’époque et il a fallu
attendre 1851, les travaux de Newton et l’expérience de Foucault pour réfuter définitivement
l’autre modèle
31-Quand peut-on avoir une éclipse de Lune et une éclipse de Soleil ?
Une éclipse de Lune se produit un jour de pleine Lune (en moyenne deux fois par an).
Une éclipse de Soleil se produit un jour de nouvelle Lune et elle est moins fréquente que l’éclipse
de Lune.
32-La Lune est-elle toujours visible de la Terre ?
La Lune est toujours visible de la Terre, que nous soyons en pleine journée ou en pleine nuit,
car il n’y a pas assez de contraste en journée pour la voir à l’œil nu (trop de luminosité).
33-Donnez la définition des satellites et citez-en au moins deux ?
Un satellite est un astre non lumineux par lui-même, qui gravit autour d’une planète.
Exemples: - la Lune pour la Terre
- Deimos et Phobos pour Mars
34-Quelle est la durée d’une lunaison ?
La lunaison est la période du cycle lunaire, c’est-à-dire le temps séparant deux Nouvelles Lunes
successives. Sa durée est en moyenne de 29,5 jours, soit pratiquement un mois.
III/ L’univers
35-Qu’est ce qu’une constellation ? citez-en au moins deux :
Une constellation est un groupe apparent d’étoiles qui présente un aspect reconnaissable. Les
différentes étoiles semblent voisines dans une constellation donnée mais peuvent être dans la
réalité très éloignées les unes des autres.
- la constellation de la Grande Ourse
- la constellation de la Petite Ourse
36-Quelle est notre galaxie ?
C’est la voie lactée. C’est un regroupement d’environ 200 milliards d’étoiles et de gaz. De
forme spirale, renflée en son centre , elle comporte plusieurs bras et le Soleil y occupe une place
intermédiaire à environ 30 000 années-lumière du centre galactique.
37-Qu’est ce qu’une étoile filante ?
Il s’agit de traînées lumineuses de minuscules particules (météorites), qui électrisent l’air sur leur
parcours. Ces particules s’échauffent en pénétrant violemment dans l’atmosphère, et elles
deviennent incandescentes.
C’est par cette lumière que nous pouvons les voir.
38-Que représente une année lunaire ?
Une année lumière est la distance parcourue en une année par un rayon lumineux se déplaçant
en ligne droite à la vitesse de 300000 km/s.
Une année lumière vaut 946.1010 soit 9460 milliards de km.
39-Vrai ou faux et expliquer votre réponse : Les étoiles les plus brillantes
sont les plus proches de la Terre
Faux, une étoile nous paraît très brillante soit parce qu’elle est très lumineuse par nature, soit parce
qu’elle est très proche. Ainsi, vue de la Terre, une étoile très brillante mais très éloignée de nous
peut apparaître moins brillante qu’une étoile de faible luminosité réelle mais très proche.
40-Quel est la vitesse de la lumière ?
La vitesse de la lumière est d’environ 300000 km/s dans le vide.
Elle est de 225000 km/s dans l’eau.