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aurel-illus.com C'est quoi l'astrophysique ? C'est quoi l'astrophysique ? Grâce

aurel-illus.com C'est quoi l'astrophysique ? C'est quoi l'astrophysique ? Grâce à ce livre que tu as fabriqué toi-même, et aux ma quettes que tu as construites, tu as découvert les secrets de la lumière, comment fonc tionne un télescope, et bien d’autres choses encore… tu es maintenant plus savant que ne l’était Galilée ! Conception/réalisation : Aurélie Bordenave - aurel-illus.com Projet supervisé par Roland Lehoucq, astrophysicien au CEA. colle ici ta photo Imprime ta couverture au format A3, en veillant de bien choisir 100 %. Pour terminer ton livret, construis d’abord ta couverture en mettant du carton dedans [boîte de céréales par exemple] Enfin, colle la première et la dernière feuille à l’intérieur de la couverture. Bravo, tu as achevé la réalisation de ton livret! Comment construire ton livret ? Découvre ce qu’est l’astrophysique grâce à ce livret à construire toi-même ! Pour cela, imprime les feuilles au format A4 … Attention à bien choisir 100 % dans les paramètres de ton imprimante ! Assemble les pages ensemble comme indiqué ci-contre. Plie soigneusement chaque feuille en deux, ajoute les maquettes lorsque elles sont indiquées. Colle toutes les pages entre elles [suis bien l’ordre des pages !] Laisse sécher un moment. aurel-illus.com Aurélie Bordenave - Roland Lehoucq C'est quoi l'astrophysique ? COMMENT VOIT-ON ? l’œil éclaire l’objet et on le voit ! il me semble que c’est plutôt l’objet qui émet sa lumière pour qu’on le voie je crois que les objets renvoient la lumière pour qu’on les voie Pythagore, au ve siècle av J.-C., défendait cette théorie. Démocrite, au ive siècle av J.-C., préférait penser à l’inverse de Pythagore. Émettons différentes hypothèses, avant de faire des expériences. Tu peux les réaliser chez toi, dans une pièce fermée, sans lumière du jour. Est-ce que l’objet émet de la lumière dans le noir ? Est-ce que l’œil émet de la lumière dans le noir ? … apparemment, non. … on dirait que ça ne marche pas non plus. Une source de lumière éclaire l’objet qui renvoie la lumière vers l’œil. lumière éteinte lumière éteinte 3 4 COMMENT fonctionne l'oeil ? L’œil est un organe qui capte la lumière et envoie des signaux au cerveau par le nerf optique. nerf optique Construis la maquette avec une attache parisienne et attache-la ici ! 5 6 Le Soleil est tellement chaud qu’il brille et produit sa propre lumière. Il est une source primaire de lumière. Dans le ciel, on peut voir la Lune car elle renvoie les rayons du Soleil. Elle est une source secondaire de lumière. La Terre tourne sur elle-même. Ce n’est donc pas toujours le même côté qui est éclairé par les rayons du Soleil : on a ainsi une alternance de jours et de nuits. Écris sous chaque image si c’est une source primaire ou une source secondaire de lumière. quelles sont les sources de lumiere ? L’écran d’ordinateur : source primaire, [l’ordinateur : source secondaire] Soleil : source primaire. Lune : source secondaire. Maison : source secondaire. Étoiles : sources primaires. Ampoule : source primaire. [Lampe : source secondaire] Nuages : sources secondaires. Ver luisant : source primaire. Humain : source secondaire. rayonnements du Soleil 7 8 C’est comme une toute petite bille qui va très très vite ! Je crois que c’est une onde qui se déplace trèèès vite ! C’est exactement le débat qu’avaient les scientifiques au xviiie siècle ! Isaac Newton (1643-1727) pensait que la lumière était constituée de petites particules. Christian Huygens (1629-1695) préférait concevoir la lumière comme une onde. Et si c’était… un peu des deux ? En effet, la lumière se comporte comme si elle était à la fois formée de petits grains appelés « photons »… … et comme si c’était une « onde », identique à celle qui se propage à la surface de l’eau. La lumière est à la fois un photon et une onde*. En une seconde et dans le vide, elle parcourt 300 000 km ! * on dit que c’est une « onde électromagnétique » ! C'est quoi la lumiere ? Place ici le sténopé que tu as construit et réalise l’expérience présentée sur la page d’après ! Voici la distance parcourue par la lumière en 1 demi-milliardième de seconde ! 9 10 Est-ce qu’elle fait des slaloms comme un skieur? Réalise l’expérience avec le sténopé en pop-up que tu as construit ! Comment se deplace la lumiere? Mais pourquoi l’image est-elle formée à l’envers ? En physique, on peut -presque- tout expliquer ! As-tu une idée ? La lumière se déplace en ligne droite. sténopé source lumineuse source lumineuse étendue main pouce vers le haut main pouce vers le bas trou qui ne laisse passer qu’un seul rayon 11 12 L’image d’une source dans un miroir est son symétrique par rapport au plan du miroir. les deux angles sont égaux miroir (axe de symétrie) Lorsque tu te trouves face à un miroir, tes mouvements semblent inversés. Ta main gauche devient, dans le miroir, ta main droite. Et ta main droite devient, dans le miroir, ta main gauche. Comment expliquer physiquement ce phénomène ? Comment se comporte la lumiere face a un miroir ? Je lève ma main gauche ! Mon reflet lève sa main droite ! La lumière que reçoit l’œil semble venir d’une main droite de l’autre côté du miroir ! 13 14 C'est quoi les couleurs ? Isaac Newton (1643-1727) a beaucoup travaillé sur la lumière. Il a réalisé une expérience importante pour déterminer ce que sont les couleurs. On projette de la lumière blanche sur un prisme de verre… …et on obtient les couleurs de l’arc-en-ciel ! Le bleu est plus dévié que le rouge, et les couleurs sortent toujours dans le même ordre. La lumière blanche est constituée de toutes les couleurs visibles par l’œil humain. 15 16 Y-A-T-IL D'AUTRES LUMIERES ? À la plage, c’est agréable de rester au soleil mais… … si on reste trop longtemps, on brûle. C’est ce qu’on appelle un coup de soleil. L’hiver, certains cafés installent des drôles de parasols en terrasse pour avoir chaud. Mais grâce à qui ? à quoi ? Lorsque tu dégustes ton chocolat sorti du four à micro-ondes, sais-tu qu’est-ce qui l’a fait chauffer ? William Herschel (1738-1822) C’est lui qui a découvert la lumière infrarouge. Percy Spencer (1894-1970) travailla sur les micro-ondes, utilisées aussi pour les téléphones portables. Johann Ritter (1776-1810) a découvert la lumière ultra-violet, qui provoque les coups de soleil. À quoi sont dus ces phénomènes, à ton avis ? Il existe d’autres lumières, elle sont invisibles pour l’œil humain. 17 18 Le Soleil rayonne dans toutes les directions. Il émet toutes sortes de lumières, visibles ou invisibles pour l’œil humain. Certaines sont indispensables à la vie, d’autres sont dangereuses. Grâce à l’atmosphère de la Terre, certaines lumières sont arrêtées et ne parviennent pas au sol. Le spectre électromagnétique est l’ensemble de toutes ces lumières. c'est quoi le spectre electromagnetique ? INFRAROUGE (CHALEUR) MICRO-ONDES RAYONS X RAYONS GAMMA ONDES RADIOS LUMIÈRE VISIBLE ULTRAVIOLET (COUPS DE SOLEIL) 19 20 En astrophysique, plus on capte de lumière, plus on peut voir des astres faibles. Quand tu verses de l’eau dans une bouteille, tu perds moins d’eau en utilisant un entonnoir, non ? Le télescope est un entonnoir à lumière. COMMENT CAPTER PLUS DE LUMIERE avec notre oeil ? 21 22 ou sont places les telescopes ? L’atmosphère empêche certains rayonnements venus de l’espace d’atteindre le sol. Heureusement, sinon nous ne pourrions pas vivre sur Terre ! L’atmosphère nous protège. Toutefois, elle ne permet pas à certaines informations d’arriver jusqu’à nous, ce qui gêne notre étude des astres et de l’univers. Alors, les astrophysiciens placent les télescopes en haut des montagnes, pour que la couche d’atmosphère qui les surplombe soit plus fine et moins gênante. Quelles sont les autres perturbations qui gênent les astrophysiciens ? Retrouve-les sur l’illustration et note-les ci-dessous : L’atmosphère est un filtre à lumières. 23 24 POURQUOI NE PAS ALLER DANS L'ESPACE ? Pour ne plus subir le filtre atmosphérique, une seule solution : aller dans l’espace ! Le ciel est toujours noir ! Pas de problème d’alternance du jour et de la nuit. Le seul souci c’est que, une fois en l’air, on ne peut plus réparer l’appareil ! Un satellite artificiel est construit en un seul exemplaire. Il demande des années de travail à de grandes équipes de spécialistes, et coûte très cher. En 1957, le premier satellite artificiel de l’histoire est lancé par l’Union Soviétique. télescope panneaux solaires réservoir bouclier thermique module de service Le télescope dessiné ci-dessus s’appelle Herschel, il a été lancé en mai 2009. Grâce à lui, les astrophysiciens vont observer le ciel en infra- rouge pour étudier la formation des étoiles et des galaxies ! Dans l’espace, il fait toujours nuit, il n’y a pas de météo ni de pollution lumineuse. Mais ça coûte très cher d’y installer un télescope. 25 26 C'EST QUOI LA SPECTROSCOPIE ? Pour connaître les propriétés des astres, il faut analyser la lumière captée par les uploads/Litterature/ c-quoi-l-astrophysique-cea-2014.pdf