SCGPHY UAA4 CC 170112
Deux cas de figure peuvent alors éventuellement se
présenter :
Lors de certaines positions de la Lune entre le Soleil
et la Terre, la lumière du Soleil ne peut traverser la
Lune pour parvenir à un observateur terrestre qui se
trouve dans le cône d’ombre de la Lune, et celui-ci
assiste à une éclipse solaire totale. Cette éclipse
peut aussi être partielle ou annulaire si l’observateur
se trouve dans la pénombre portée par la Lune.
Quand la Terre se trouve entre le Soleil et la Lune, la
lumière du Soleil ne peut traverser la Terre pour
éclairer la Lune qui se trouve dans le cône d’ombre
de la Terre et un observateur terrestre, qui se trouve
dans le cône d’ombre de la Terre, assiste à une
éclipse lunaire.
Lors de sa rotation autour de la Terre, la Lune nous
présente différents aspects que l’on appelle les phases
de la Lune
. La Lune est éclairée par le Soleil ; une
moitié de sa surface se trouve dans la lumière, l’autre
moitié dans l’ombre. La proportion plus ou moins grande
d’ombre et de lumière visible depuis la Terre s’explique
par les positions relatives de la Terre, de la Lune et du
Soleil. Ainsi, lorsque la Lune se trouve entre le Soleil et la
Terre, elle nous apparaît entièrement sombre : c’est la
nouvelle lune. Si la Lune est située à l’opposé du Soleil,
on voit l’entièreté de sa face éclairée : c’est la pleine
lune. Quand l’axe Terre-Lune forme un angle droit avec
l’axe Terre-Soleil, nous voyons la moitié de la Lune : c’est
le premier quartier quand la partie éclairée se trouve à
droite (elle fait penser à un p), le dernier quartier si la
partie éclairée est à gauche (elle fait penser à un d)
.
Lorsqu’elle rencontre un objet opaque, la lumière est
généralement partiellement diffusée, c’est-à-dire
renvoyée dans toutes les directions, et partiellement absorbée. C’est ce qui se produit avec la Lune,
en orbite autour de la Terre, et les planètes, en orbite autour du Soleil.
Lorsqu’on fait passer un faisceau de lumière blanche
à travers un prisme en verre ou en plexiglas,
on observe un étalement de sept couleurs (dans l’ordre des déviations croissantes : le rouge, l’orange,
le jaune, le vert, l’indigo, le bleu et le violet) appelé spectre de la lumière visible. Ce phénomène, qui
se produit aussi dans les arc-en-ciel
, est appelé décomposition ou dispersion chromatique. Les
sept couleurs obtenues sont appelées couleurs monochromatiques, car il n’est pas possible de les
décomposer en d’autres couleurs au moyen d’un prisme.
Le prisme ne crée pas ces lumières colorées ; il ne fait que les séparer. Cette expérience montre donc
que la lumière blanche (par exemple celle du Soleil) est composée de tout un ensemble de
rayonnements électromagnétiques différents caractérisés par leur longueur d’onde
. Pour la lumière
Source de l’image : http://media4.obspm.fr/public/AMC/pages_tp-calendrier/deroulement-tp-calendrier_impression.html
(crédit « Observatoire de Paris / U.F.E. »)
Source de l’image : http://www.proprofs.com/quiz-school/story.php?title=grade-6-unit-2-earth-sun-moon-and-weather-
quiz
Les phases de la Lune ne doivent pas être confondues avec les éclipses : lors d’une éclipse de Lune, nous voyons l’ombre
portée de la Terre; tandis que lors des différentes phases de la Lune, c’est l’ombre propre de la Lune que nous observons.
Notons que la période de rotation de la Lune sur elle-même, par rapport à la Terre, correspond exactement à sa période de
révolution autour de la Terre, de telle sorte que c’est toujours la même face de la Lune qui est visible depuis la Terre.
La lumière solaire ou celle émise par les lampes à incandescence produisent les meilleurs résultats. Les prismes
décomposent la lumière en la réfractant deux fois de suite (voir plus loin la section « Réflexion et réfraction de la lumière »).
On peut également utiliser un réseau de diffraction de plus de 100 fentes par mm si on ne dispose pas de prisme, mais son
fonctionnement se base sur les propriétés ondulatoires de la lumière, qui ne seront abordées qu’au 3ème degré.
Voir plus loin la section « Réflexion et réfraction de la lumière ».
La notion de longueur d’onde sera définie au 3ème degré.