Karamö, le prof virtuelLeçon 6 sur 22
Les éclipses
Je sais expliquer une éclipse de Soleil et une éclipse de Lune à l'aide des ombres, préciser leurs conditions et me protéger pour les observer.
- 50 min
- 5 exercices corrigés
- 2 schémas
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Expliquer une éclipse de Soleil et une éclipse de Lune avec la notion d'ombre et de pénombre
- Distinguer éclipse totale, partielle et annulaire
- Indiquer la position du Soleil, de la Terre et de la Lune et la phase de la Lune lors de chaque éclipse
- Expliquer pourquoi il n'y a pas d'éclipse chaque mois et comment observer sans danger
Avant de commencer : La propagation rectiligne de la lumière ; les sources primaires et secondaires ; les types d'ombres (ombre, pénombre, cône d'ombre).
1Je découvre
Grand-père Lansana raconte aux enfants de la concession, à Siguiri, un souvenir de jeunesse. Un jour, en plein après-midi, le ciel s'est assombri alors qu'il n'y avait aucun nuage. Les poules sont rentrées au poulailler comme si c'était le soir, et un cercle noir a caché presque tout le Soleil pendant quelques minutes. Les anciens disaient que « le Soleil était mangé ».
Kadiatou, sa petite-fille, se souvient à son tour d'une nuit de pleine Lune où la Lune est devenue rouge sombre pendant plus d'une heure, avant de retrouver sa couleur habituelle.
Personne n'a mangé le Soleil ni la Lune. Tu connais déjà tous les outils pour comprendre ce qui s'est passé : les sources, les objets éclairés et les ombres.
Que se passe-t-il exactement lors d'une éclipse de Soleil et d'une éclipse de Lune ? Et pourquoi ces phénomènes sont-ils si rares ?
2Je comprends
1. Trois astres, une seule source
- Le Soleil est une source primaire étendue : une étoile de très grande taille.
- La Terre et la Lune sont des corps opaques, éclairés par le Soleil (sources secondaires).
- La Lune tourne autour de la Terre en un peu moins d'un mois ; la Terre tourne autour du Soleil en un an.
Chaque corps opaque éclairé par le Soleil a, derrière lui, un cône d'ombre entouré d'une zone de pénombre (le Soleil est une source étendue).
Une éclipse se produit quand un astre entre dans l'ombre ou la pénombre d'un autre, c'est-à-dire quand le Soleil, la Terre et la Lune sont alignés (ou presque).
2. L'éclipse de Soleil
Lors d'une éclipse de Soleil, la Lune passe entre le Soleil et la Terre. Ordre d'alignement : Soleil – Lune – Terre.
Le cône d'ombre de la Lune atteint une petite région de la Terre. Pour les personnes qui s'y trouvent, la Lune cache le Soleil.
On distingue trois cas selon l'endroit où se trouve l'observateur :
- Éclipse totale : l'observateur est dans le cône d'ombre de la Lune. Le Soleil est entièrement caché. Il fait sombre, on peut voir des étoiles, la température baisse. Cette phase ne dure que quelques minutes (jamais plus de 8 minutes environ) et ne se voit que sur une bande étroite de la Terre.
- Éclipse partielle : l'observateur est dans la pénombre. La Lune ne cache qu'une partie du Soleil, qui ressemble à un croissant.
- Éclipse annulaire : la Lune est un peu plus loin de la Terre que d'habitude ; son cône d'ombre n'atteint pas le sol. La Lune paraît alors un peu plus petite que le Soleil et laisse voir un anneau lumineux tout autour d'elle.
Une éclipse de Soleil ne peut se produire qu'au moment de la nouvelle Lune : la Lune est alors du côté du Soleil et nous présente sa face non éclairée (tu le verras dans la leçon suivante).
Pourquoi la petite Lune peut-elle cacher l'énorme Soleil ? Le Soleil a un diamètre environ 400 fois plus grand que celui de la Lune, mais il est aussi environ 400 fois plus éloigné de nous. Vus de la Terre, les deux astres paraissent donc presque de la même taille. Nous reviendrons sur cette idée dans la leçon « Échelle et perspective ».
3. L'éclipse de Lune
Lors d'une éclipse de Lune, la Terre se place entre le Soleil et la Lune. Ordre d'alignement : Soleil – Terre – Lune.
La Lune entre dans le cône d'ombre de la Terre : elle ne reçoit plus (ou presque plus) directement la lumière du Soleil.
- Éclipse totale de Lune : la Lune est entièrement dans le cône d'ombre de la Terre. Elle ne disparaît pas complètement : elle prend une couleur rouge cuivré, car un peu de lumière du Soleil, déviée par l'atmosphère terrestre, arrive encore jusqu'à elle. La totalité peut durer plus d'une heure.
- Éclipse partielle de Lune : une partie seulement de la Lune est dans l'ombre de la Terre ; on voit une « morsure » sombre et arrondie sur le disque lunaire.
- Quand la Lune ne traverse que la pénombre de la Terre, elle s'assombrit à peine : on parle d'éclipse par la pénombre, souvent difficile à remarquer.
Une éclipse de Lune ne peut se produire qu'au moment de la pleine Lune. Elle est visible depuis toute la moitié de la Terre où il fait nuit à ce moment-là : c'est pourquoi on a plus souvent l'occasion d'observer une éclipse de Lune qu'une éclipse totale de Soleil depuis un endroit donné.
La forme arrondie de l'ombre de la Terre sur la Lune était déjà, pour les savants de l'Antiquité, un indice que la Terre est ronde.
4. Comparer les deux éclipses
| Éclipse de Soleil | Éclipse de Lune | |
|---|---|---|
| Alignement | Soleil – Lune – Terre | Soleil – Terre – Lune |
| Astre qui fait de l'ombre | la Lune | la Terre |
| Phase de la Lune | nouvelle Lune | pleine Lune |
| Moment de la journée | le jour | la nuit |
| Où la voir ? | petite région de la Terre | toute la moitié de la Terre où il fait nuit |
| Durée de la totalité | quelques minutes | jusqu'à plus d'une heure |
| Observation | dangereuse à l'œil nu | sans danger à l'œil nu |
5. Pourquoi pas une éclipse chaque mois ?
Il y a une nouvelle Lune et une pleine Lune chaque mois. Pourtant, les éclipses sont rares. La raison : le plan dans lequel la Lune tourne autour de la Terre est légèrement incliné (d'environ 5°) par rapport au plan dans lequel la Terre tourne autour du Soleil. La plupart des mois, à la nouvelle Lune ou à la pleine Lune, la Lune passe un peu au-dessus ou au-dessous de l'alignement : son ombre manque la Terre, ou l'ombre de la Terre manque la Lune. Il faut que l'alignement soit parfait dans les trois dimensions.
6. Observer sans danger
Ne regarde jamais le Soleil directement, même pendant une éclipse partielle, ni à travers des lunettes de soleil ordinaires, un verre fumé, une radiographie ou des jumelles : la lumière du Soleil peut brûler la rétine de manière définitive, sans douleur sur le moment. On utilise des lunettes spéciales pour éclipse, ou une méthode indirecte : un petit trou dans un carton projette l'image du Soleil sur une feuille (c'est le principe de la chambre noire).
L'éclipse de Lune, elle, s'observe sans danger à l'œil nu.
Méthode
Pour expliquer une éclipse sur un schéma :
- Je place les trois astres alignés dans le bon ordre (Soleil – Lune – Terre ou Soleil – Terre – Lune).
- Je trace les rayons limites issus des bords du Soleil qui frôlent l'astre opaque.
- Je repère le cône d'ombre et la pénombre.
- Je situe l'observateur (ou la Lune) : dans l'ombre, éclipse totale ; dans la pénombre, éclipse partielle.
- Je précise la phase de la Lune : nouvelle Lune pour le Soleil, pleine Lune pour la Lune.
Exemple
Sékou lit : « Éclipse de Lune ce soir. » Il se demande si la Lune sera en croissant. Que lui répondre ?
Une éclipse de Lune se produit quand la Terre est entre le Soleil et la Lune. À ce moment, la face de la Lune tournée vers nous est la face éclairée par le Soleil : c'est la pleine Lune. Il ne verra pas de croissant avant l'éclipse, mais un disque plein qui s'assombrit progressivement, puis devient rouge cuivré s'il y a totalité.
Exemple
Pendant une éclipse de Soleil, Hawa, à un endroit, voit le Soleil entièrement caché, tandis que son cousin, à une centaine de kilomètres de là, voit seulement un croissant de Soleil. Explique.
Hawa se trouve dans le cône d'ombre de la Lune : aucun rayon du Soleil ne lui parvient directement, l'éclipse est totale pour elle. Son cousin est dans la pénombre de la Lune : il reçoit la lumière d'une partie du Soleil seulement, l'éclipse est partielle pour lui.
3Je retiens
Je retiens
Une éclipse se produit quand le Soleil, la Terre et la Lune sont alignés : un astre entre dans l'ombre d'un autre.
Éclipse de Soleil : Soleil – Lune – Terre ; la Lune cache le Soleil ; elle a lieu à la nouvelle Lune.
Éclipse de Lune : Soleil – Terre – Lune ; la Lune entre dans l'ombre de la Terre ; elle a lieu à la pleine Lune.
Dans le cône d'ombre : éclipse totale ; dans la pénombre : éclipse partielle ; cône d'ombre trop court : éclipse annulaire de Soleil.
Les éclipses sont rares car l'orbite de la Lune est inclinée d'environ 5° par rapport à celle de la Terre.
Ne jamais regarder le Soleil sans lunettes spéciales ; l'éclipse de Lune s'observe à l'œil nu.
4Erreurs fréquentes
- Inverser les ordres d'alignement : pour une éclipse de Soleil, c'est la Lune qui est au milieu ; pour une éclipse de Lune, c'est la Terre.
- Croire que l'éclipse de Lune est due à la Lune qui cache le Soleil : c'est l'ombre de la Terre qui recouvre la Lune.
- Dire qu'on peut regarder une éclipse partielle de Soleil avec des lunettes de soleil : c'est dangereux pour les yeux.
- Confondre éclipse de Lune et phases de la Lune : les phases reviennent chaque mois, les éclipses sont rares.
5Je m’exerce
1Exercice 1
Recopie et complète :
a) Lors d'une éclipse de Soleil, la … se trouve entre le … et la … .
b) Lors d'une éclipse de Lune, la … entre dans le cône d'ombre de la … .
c) Une éclipse de Lune se produit toujours à la … Lune.
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a) Lors d'une éclipse de Soleil, la Lune se trouve entre le Soleil et la Terre.
b) Lors d'une éclipse de Lune, la Lune entre dans le cône d'ombre de la Terre.
c) Une éclipse de Lune se produit toujours à la pleine Lune.
2Exercice 2
Réponds par vrai ou faux et justifie.
a) Une éclipse totale de Soleil est visible depuis toute la moitié éclairée de la Terre.
b) Pendant une éclipse totale de Lune, la Lune devient souvent rouge cuivré.
c) Il y a une éclipse de Soleil à chaque nouvelle Lune.
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a) Faux : l'éclipse totale n'est visible que dans la petite région de la Terre atteinte par le cône d'ombre de la Lune. Ailleurs, elle est partielle ou invisible.
b) Vrai : un peu de lumière du Soleil, déviée par l'atmosphère de la Terre, éclaire encore la Lune en rouge.
c) Faux : l'orbite de la Lune est inclinée d'environ 5° ; la plupart du temps, l'ombre de la Lune passe au-dessus ou au-dessous de la Terre.
3Exercice 3
Explique ce qu'est une éclipse annulaire de Soleil et pourquoi elle se produit.
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Lors d'une éclipse annulaire, le Soleil, la Lune et la Terre sont alignés, mais la Lune est un peu plus éloignée de la Terre qu'en moyenne. Son cône d'ombre n'atteint pas la Terre ; vue du sol, la Lune paraît un peu plus petite que le Soleil et ne le cache pas entièrement : il reste un anneau lumineux autour d'elle.
4Exercice 4
Fais le schéma d'une éclipse de Lune (sans respecter les distances) : place le Soleil, la Terre et la Lune, trace les rayons limites et indique le cône d'ombre de la Terre.
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Schéma : le Soleil (grand cercle) à gauche, la Terre au milieu, la Lune à droite, alignés. Deux rayons limites partent du haut et du bas du Soleil, frôlent le haut et le bas de la Terre et se rejoignent derrière elle : entre eux se trouve le cône d'ombre de la Terre, dans lequel on place la Lune. On précise « distances et tailles non respectées ».
5Exercice 5
(Type examen) Un journal annonce une éclipse de Soleil visible en Afrique de l'Ouest.
a) Indique l'ordre d'alignement des trois astres et la phase de la Lune ce jour-là.
b) Dans une ville A, les habitants voient le Soleil entièrement caché ; dans une ville B, ils voient un croissant de Soleil. Dans quelle zone (ombre ou pénombre) se trouve chaque ville ?
c) Pourquoi l'éclipse totale ne dure-t-elle que quelques minutes en un lieu donné ?
d) Donne deux conseils de sécurité aux élèves qui veulent l'observer.
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a) Alignement : Soleil – Lune – Terre. La Lune est en phase de nouvelle Lune.
b) La ville A est dans le cône d'ombre de la Lune (éclipse totale) ; la ville B est dans la pénombre (éclipse partielle).
c) Le cône d'ombre de la Lune ne couvre qu'une petite région de la Terre, et il se déplace rapidement à la surface, car la Lune tourne autour de la Terre et la Terre tourne sur elle-même. Un lieu donné ne reste donc dans l'ombre que quelques minutes.
d) Ne jamais regarder le Soleil à l'œil nu, ni avec des lunettes de soleil ordinaires ou des jumelles ; utiliser des lunettes spéciales pour éclipse, ou observer l'image du Soleil projetée à travers un petit trou sur une feuille blanche.
Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.
6Je vérifie
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