Pourquoi toutes les étoiles nous semblent être à la même distance de la terre ? A quoi ressemble une constellation vu depuis l'espace ?
Difficulté
Technique
Durée
30 minute(s)
Disciplines scientifiques
Astronomie, Optique
Introduction
On te propose ici de fabriquer une maquette pour comprendre comment sont disposées dans l'espace les étoiles appartenant à une constellation .
- Matériel et outils
Pic à brochette 
Grand bâtonnets pour faire des brochettes... Pratique pour les barbecues ou pour des expériences ludiques !
Papier 
Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales. Il se présente sous forme de feuilles minces et est considéré comme un matériau de base dans les domaines de l’écriture, du dessin, de l’impression, de l’emballage et de la peinture. Il est également utilisé dans la fabrication de composants divers, comme les filtres.
L’histoire du papier remonte à l’Antiquité. Le papier porteur d’un message le plus ancien connu à ce jour date de l’an 8 av. J.-C. et a été trouvé en Chine.
Carton 
Le terme carton désigne certains types de papiers généralement caractérisés par une rigidité, une épaisseur et/ou un grammage relativement élevés ; cependant, la distinction peut être faite en fonction des caractéristiques et de l’emploi. Par exemple, certains matériaux cannelés légers sont considérés comme des cartons alors que les feuilles de papier buvard ou certains supports artistiques à fort grammage sont considérés comme des papiers.
Règle
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Au sens matériel, une règle est un instrument de mesure gradué à arêtes rectilignes servant à tracer des traits droits ou à mesurer des longueurs.
Crayon gris 
Un crayon est un instrument de dessin et d'écriture. Il est constitué d'une petite baguette servant de gaine à une mine de la même longueur, l'extrémité de la baguette étant parfois recouverte d'une gomme à effacer. Lorsque la mine est usée, on taille le bois en maintenant la forme conique de l’extrémité, de manière à dégager une nouvelle longueur de mine, au moyen d’un canif ou d’un taille-crayon ou d'un bouton a retour sur certain type de crayon a mine rechargeable.
Ciseaux 
Un paire de ciseaux est un outil comportant deux lames mobiles articulées qui glissent l'une sur l'autre pour trancher les matériaux minces.
Colle 
Colle
Perles
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Perles en tous genre.s
Étape 1 - Réunir le matériel
Imprime le modèle du fichier Grande Ourse, sur une feuille A4
Prépare ensuite :
- 7 pics à brochette (ou paille)
- Une feuille de papier
- Un crayon et une règle pour noter les distances sur la feuille de papier (ou une imprimante)
- Une règle pour mesurer la taille des pics à brochette
- Un crayon pour noter la taille des pics à brochette
- Une paire de ciseaux pour couper les pics à brochette et la feuille
- Du carton (tu peux aussi utiliser un bloc de polystyrène ou une feuille en papier épais)
- De la colle
- 7 perles (ou billes en papier, boule de pâte à modeler, boule de pâte à sel, etc)
Étape 2 - Préparer l'expérience
Découpe les pics à brochette (ou pailles) à la taille indiquée dans le modèle et place une bille en papier (ou des perles ou autres...) au bout de chaque.
Découpe le patron et colle-le sur le polystyrène.
Dispose les pailles de différentes tailles sur le support (polystyrène, carton ou autre) en fonction du plan fourni (photo 4).
Étape 3 - Réaliser l'expérience
Ensuite place-toi à différents endroits par rapport à ta maquette (au-dessus, sur le côté).
Regarde enfin à travers un tube en carton en te plaçant du côté de la Terre (représentée sur le modèle) afin d'observer le phénomène.
Étape 4 - Pour aller plus loin
Essaye de reproduire d'autres constellations que tu connais ou découvre de la même manière en faisant quelques recherche sur la distance entre les étoiles et la terre !
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Lorsque l'on observe la maquette du dessus ou du côté, on ne reconnait pas de forme familière.
Lorsqu'on regarde à travers le trou du tube en carton (ou d'une feuille roulée) avec un seul œil donc, on ne peut plus distinguer quelle est" l'étoile" la plus proche ou la plus éloignée de nous. On suppose donc qu'elles sont toutes à la même distance de l'observateur, car nous avons perdu la notion de trois dimensions, et on perturbe nos repères.
Cependant les vues de dessus et de côté nous prouvent bien que les" étoiles" sont réparties dans les 3 dimensions de la maquette (hauteur, largeur, longueur).
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
Ne pas bien respecter toutes les dimensions (plan et baguettes).
Explications
Vu de loin on suppose que les étoiles sont toutes sur un même plan. Ceci est dû à un manque de repères les unes vis-à-vis des autres et du point de vue de l'observateur à cause des distances très importantes dans l'espace. On se représente souvent le ciel comme une toile peinte alors que les distances entre les astres, visibles à l’œil nu depuis la Terre, nous dépassent complètement (elles se mesurent en années lumières) !
Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
Comprendre que ce que l'on voit n'est pas toujours la réalité. C'est l'interprétation de nos observations par notre cerveau, et elle peut changer en fonction de nos connaissances ou de notre culture.
Pistes pour animer l'expérience
Constellation et mythologie.
Observation des constellations répertoriées ou invention de nouvelles constellations selon notre imagination.
Sources et ressources
Article Wikipédia sur les illusions d'optique :https://fr.wikipedia.org/wiki/Illusion_d%27optique
Article Wikipédia sur la Grande Ourse : https://fr.wikipedia.org/wiki/Grande_Ourse
Fabriquer une carte du ciel http://www.circ-ien-molsheim.ac-strasbourg.fr/IENMOLSHEIM/wp-content/uploads/2014/02/atelier-CARTE-DU-CIEL.pdf
Dernière modification 29/04/2020 par user:Claire Cantin.
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