CHAPITRE 10: A LA DECOUVERTE DE L`UNIVERS I

L’UNIVERS – Une première présentation de l’Univers : Chapitre 10 : A la découverte de l’Univers
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CHAPITRE 10: A LA DECOUVERTE DE L’UNIVERS
I- L’UNIVERS, DU TRES PETIT AU TRES GRAND
http://www.dailymotion.com/video/x3kiqg_de-linfiniment-grand-a-linfiniment_travel
Doc1 : représentation de l’atome
(proportions non respectées). Entre
le noyau et les électrons, il n’y a que
du vide.
Doc2 : représentation du
système solaire (proportions
non respectées). Entre le Soleil
et les planètes, il y a
essentiellement du vide.
Doc3 : La galaxie d’andromède
est la galaxie la plus proche de
nous. Elle regroupe plusieurs
centaines de milliards d’étoiles
entre lesquelles il y a
essentiellement du vide.
• A l’échelle microscopique la matière est composée
d’atomes. Un atome est constitué d’un noyau autour
duquel les électrons sont en mouvement (doc1). L’atome
est environ 100 000 fois plus gros que son noyau. Entre
les électrons et le noyau, il y a du vide : on dit que
l’atome a une structure lacunaire.
• Le système solaire est constitué du Soleil et de 8
planètes ( Mercure, Vénus, Terre, Mars Jupiter, Saturne,
Uranus, Neptune) en mouvement autour du Soleil. Entre
le Soleil et les planètes, il y a essentiellement du vide
Remarque : Pluton n’est plus considéré comme planète depuis 2006)
• Une galaxie est un regroupement d’étoiles (doc3). Notre Galaxie est la Voie Lactée. Elle
comporte plusieurs centaines de milliards d’étoiles. Entre les étoiles d’une galaxie,
comme entre les galaxies il y a essentiellement du vide.
De l’atome aux galaxies, le remplissage de l’espace par la matière est essentiellement
lacunaire.

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II- LA LUMIERE POUR MESURER DES DISTANCES.
1- Propagation rectiligne de la lumière.
La lumière se propage en ligne droite dans un milieu homogène.
2- Vitesse de la lumière
La valeur de la vitesse de la lumière dans le vide est c=2,999792 x 10
8
m s
-1
.
N°16p115
Déterminer la durée d’un trajet
La lumière met 8min 30s pour nous parvenir du soleil.
La lumière reçu du soleil a été émise il y a 8 min et 30s.
Les étoiles visibles dans le ciel sont très éloignées. Pour faciliter la comparaison des distances
dans l’univers, les astronomes utilisent une autre unité de longueur : l’année de lumière.
L’année de lumière notée a.l est la distance parcourue par la lumière, dans le vide, en une
année.
On peut calculer cette distance à partir de la vitesse de la lumière. En une année de 365,25
jours comportant chacun 24 heures, la lumière parcourt :
Exercice d’application :
L’étoile polaire est située à 4,05x10
15
km de la Terre. Exprimée en a.l cette distance est donc
de : alors
La lumière venant de cette étoile a voyagé pendant 430 ans avant d’arriver sur la terre. On la
voit donc telle qu’elle était il y a 430 ans.
3- Voir loin, c’est voir dans le passé :
Andromède est une galaxie spirale semblable à la Voie Lactée située à environ d=2,37x10
19
km,
elle est la galaxie la plus proche de la nôtre.
Convertir la distance Voie Lactée Andromède en année de lumière.
1 a.l= 9,5 x 10
15
m= 9,5 x 10
12
km alors
Cela correspond au temps que met la lumière pour nous parvenir d’Andromède. Lorsqu’on
l’observe, on la voit telle qu’elle était il y a environ 2 millions d’année.

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Plus les objets que nous observons sont éloignés, plus la lumière a mis de temps à nous
parvenir. La lumière émise par les objets lointains témoigne du passé de l‘Univers.
III- UNITE ET ORDRE DE GRANDEUR :
1- Unité adaptée :
L’unité de longueur dans le système international est le mètre.
Les longueurs sont souvent exprimées avec des multiples ou des sous multiples du mètre :
Multiple et sous multiples du mètre
femtomètre
picomètre
nanomètre
Micromètre
Millimètre
mètre
Kilomètre
Mégamètre
gigamètre
2- Ordre de grandeur :
Pour comparer des longueurs, il est aisé de les convertir en mètre et de manipuler les ordres de
grandeurs plutôt que les nombres.
L’ordre de grandeur d’un nombre représente la puissance de 10 la plus proche.
Exemple :
Distance Terre-Lune d=384 000 km =3,84x10
5
km soit un ordre de grandeur : 10
5
km=10
8
m
L’ordre de grandeur de 1a.l est 10
16
m
La taille d’une molécule d’eau est de 0,4 nm = ………………………………………..soit un
ordre de grandeur de ……………………………………….
Connaissances à acquérir : ☺
Savoir que le remplissage de l’espace par la matière est essentiellement lacunaire, aussi
bien au niveau de l’atome qu’à l’échelle cosmique.
Connaitre la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide (ou dans l’air)
Connaitre la définition de l’année lumière et son intérêt
Expliquer l’expression « voir loin, c’est voir dans le passé »
Utiliser les puissances de 10 dans l’évaluation des ordres de grandeurs 8p303