Le Soleil, une étoile parmi d’autres

, par Phil M.

Objectif

  • Aider les élèves à comprendre que le Soleil est une étoile et qu’elle très brillante uniquement parce qu’elle est proche.
  • Aborder la notion de source primaire.

Matériel

  • Carton percé d’un trou de 2 cm de diamètre (ou pas)
  • Deux sources identiques de lumière - (une lampe sans son abat-jour avec une ampoule dépolie 10W ou 20W)

Activité - 15 minutes

Notre Soleil est une étoile

  • Montrer que la luminosité diminue lorsque l’on s’éloigne et augmente quand on se rapproche.
  • Faire l’activité dans un long couloir sombre (à défaut en salle de classe)

Discussion

  • Que remarquez-vous avec les phares de voitures sur la route la nuit quand les véhicules s’approchent puis s’éloignent ?
  • Même question avec l’éclairage public.
  • Les élèves devraient avoir l’idée que les lumières ont l’air plus faible quand elles sont loin et beaucoup plus lumineuses quand elles sont plus proches.

Expérimentation

  • Phase 1
    • Assombrir la pièce
    • Un élève volontaire se tient à une extrémité de la pièce avec une lampe.
    • Les élèves observent la lampe à travers le trou du carton : cela représente le Soleil.
    • Un autre volontaire se tient debout à côté de la première lampe avec la deuxième lampe représentant une étoile identique.
    • Le reste des élèves regardent les deux lampes.
    • Demandez-leur de décrire la luminosité du “Soleil”, puis celle de l’autre “étoile” et de comparer leur luminosité, depuis l’endroit où ils se trouvent.
    • Demandez-leur de confirmer que les deux lampes sont en fait identiques, et ont la même luminosité, car elles sont à la même distance.

Remarque : si les deux lampes sont identiques et suffisamment ronde, le carton percé est inutile pour que cette démonstration fonctionne.

  • Phase 2
    • Ensuite, demandez au volontaire d’éloigner petit à petit ”l’étoile” du "Soleil" qui reste proche.
    • Demandez aux autres étudiants si les deux lampes ont le même éclat. Espérons qu’ ils seront en mesure de voir que “l’étoile” ne semble pas aussi brillante que le « Soleil », même si nous savons qu’ils sont identiques.
    • Demandez à tous les autres élèves à se regrouper à l’extrémité opposée de la pièce et décrire la luminosité de l’étoile.
    • Une lampe proche et une lampe éloignée ont-elles toujours le même aspect de luminosité ?
    • Rappeler que ce sont les mêmes lampes, de sorte que la luminosité est le même que précédemment (notre "Soleil").
    • Ensuite, demandez si elle pourrait arriver à un point où elle est semblable à un petit point lumineux.
    • Les élèves devraient acquérir le fait que le "Soleil" est d’autant plus grand et lumineux que nous sommes proche de lui.

Cette comparaison fonctionne le mieux dans des espaces qui sont assez grand pour faire une différence. Si vous êtes dans un petit espace, vous pouvez essayer cette activité avec de petites lampes / ou moins puissantes.

  • Phase 3
    • Maintenant, demandez ce qui se passerait si nous avions pris une de ces lampes à l’extérieur en plein jour.
    • Serions-nous en mesure de voir la lumière de cette ampoule ?
    • Elle serait perdu dans l’éclat du Soleil ! De même, les étoiles sont toujours là dans le ciel, mais nous ne pouvons les voir que quand il fait nuit ou sombre parce que la lumière du Soleil est trop lumineuse pendant la journée.
    • Demandez si quelqu’un a jamais vu une éclipse solaire totale - le ciel devient très sombre pendant la journée et nous pouvons voir les étoiles !
  • Conclusion
    Les étudiants devraient maintenant être amenés à la conclusion que les autres étoiles dans le ciel sont comme notre Soleil. Ils ont l’air si petit parce que nous sommes très loin d’eux. Rappelez-leur l’activité carte postale en session 3. Si quelqu’un devait envoyer une carte postale de l’étoile la plus proche de nous, il faudrait plus de 4 ans pour nous atteindre si elle a voyagé à la vitesse de la lumière ! L’espace est très grand !

Bilan

Notre Soleil est une étoile, il produit sa propre lumière, tout comme les petits points de lumière que nous voyons dans le ciel la nuit. Il semble grand et plus lumineux que parce que nous sommes très près de lui.
Quelque chose qui produit sa propre lumière est appelée une source primaire.

d’après http://universe.nasa.gov/