Préface ·· ...

01 Relation entre la taille et la distance du Soleil, de la Terre et de la Lune ··································· 9
1) Le Soleil et la Lune ·· ...
2) L'expérience de mesure d'Aristarque
3) Relation entre les rayons solaire et lunaire ·· ...
4) Relation entre la distance et le rayon de chaque corps céleste ·· ...
5) Nécessité d'observations et de mesures supplémentaires ·· ...
6) Taille de la Terre ·· ...
7) Résultats ·· ...
8) Une autre façon de trouver la distance entre la Terre et le Soleil ········································································· 20
9) À quoi ressemblent la Terre et le Soleil vus de la Lune ? ·· ...

02 Distance entre la Terre et la Lune ·· ...
Activité 1 : Détermination du rayon de la Terre ······················································································ 28
Calcul de la distance jusqu'au deuxième mois d'activité ·· ...

03 Mesure du diamètre lunaire ·· ...
Activité 3 : Détermination du diamètre angulaire de la Lune ·· ...
Activité 4 : Détermination du diamètre angulaire du soleil ·· ...
Activité 5 : Détermination de la période de rotation du Soleil ·················································································· 46

04 Détermination de 1 UA à l'aide du transit de Vénus devant le Soleil ································· 53
Activité 6 : Calcul de la distance entre le Soleil et la Terre ·································································· 60

05 Orbites planétaires ·· ...
1) Contexte de la théorie scientifique sous-jacente ·· ...
2) Apprentissage de base ·· ...
3) Détermination des orbites planétaires couvertes par le programme d'enseignement secondaire ··················································· 66
4) Apprentissage approfondi ·· ...
5) Apprentissage par projet ·· ...
Activité 7 : L'orbite de la Lune à l'aide des changements de phase ·· ...

06 L'orbite terrestre est-elle une ellipse ? .......................................................................................... 89
Activité 8 : Détermination de la hauteur d'un cratère lunaire ············································································· 98
Activité 9 Cycle orbital de la Lune ·· ...
Activité 10 : Détermination de l’excentricité de l’orbite terrestre ·· ...
Activité 11 L'excentricité de l'orbite lunaire ·· ...

07 Découverte des lois de Kepler ·· ...
Expérience 1.
Tracé des orbites de Mercure et de Vénus (voir chapitre 5) ·························································· 126
Expérience 2.
Découverte de la première loi de Kepler ····································································· 130
Expérience 3.
La Terre se déplace-t-elle sur un cercle ou une ellipse ? ············································ 134
Expérience 4.
Simulation du mouvement planétaire à l'aide d'Excel ··········································· 139
Expérience 5.
Comment découvrir la troisième loi de Kepler ? ······································ 146
Expérience 6.
Lois de Kepler étendues ··················································································· 150

08 Mouvement planétaire : Méthodes numériques ······························································ 151
Activité 12 : Création d’un graphique avec Excel ··················································································· 157

09 Détermination de la masse de Jupiter ·· ...
1) Observation de Jupiter ·· ...
2) Utilisation de la loi de l'harmonie ·· ...
3) Calorie(s) sur plaque sèche ·· ...
Activité 13.
Détermination de la masse de Jupiter ·· ...

10 Mesure de la luminosité du Soleil ·· ...
1) Comment utiliser un photomètre à bougie ········································································ 179
2) Comment utiliser un photomètre à tube de cuivre ······································································ 180
3) Différences entre les deux expériences ·· ...
4) Observation solaire ·· ...

Annexe 1 Données sur la taille des centrales solaires (SOHO) ·· ...
Annexe 2 : Installation du télescope et alignement polaire ··························································· 201
Activité 14 : Comment utiliser un reflex numérique ·· ...
Activité 15 Méthode de tir fixe ·· ...
Activité 16 : Photographie à mise au point directe ·· ...
Annexe 3 : Mouvements des constellations et observations planétaires 243
Résultats expérimentaux et discussion Réponses et explications ········································································ 252

Les activités proposées ici portent principalement sur des grandeurs physiques importantes liées au soleil et aux autres planètes du système solaire, parmi divers contenus astronomiques, et elles prennent la forme de la résolution de questions ou de problèmes liés au système solaire au niveau des sciences scolaires du secondaire plutôt qu'en sciences astronomiques.

La première activité consiste à « Déterminer le rayon de la Terre », ce qui fait partie du programme de sciences du collège.
Cependant, en réalisant cette activité, nous n'avons pas réfléchi à la raison pour laquelle l'activité consistant à « calculer le rayon de la Terre » est importante.
Par conséquent, le premier chapitre de ce livre s'articule autour de cette question précise et traite de la manière dont les humains, par le passé, se sont livrés à des activités connexes.
Dès lors, la question se pose naturellement de savoir comment ont été obtenues les caractéristiques physiques de la Lune, qui est proche de la Terre.
Naturellement, il convient d'utiliser les phénomènes astronomiques observables sur Terre.

Un phénomène naturel facilement observable lié à la lune est celui des phases de la lune.
Et de plus, il y a les éclipses lunaires et solaires.
Plusieurs grandeurs physiques que l'on peut obtenir en observant de cette manière les phénomènes naturels liés à la Lune permettent de déterminer la distance et la taille de celle-ci.
Bien entendu, les notions de mathématiques apprises au collège sont utilisées à ce stade.
Les mathématiques sont un langage qui décrit les phénomènes naturels et, bien utilisées, elles peuvent révéler divers faits scientifiques.
Lors de ces activités, il est parfois nécessaire de formuler des hypothèses appropriées et de connaître les grandeurs physiques nécessaires, même si elles sont inconnues, pour résoudre le problème.


Il est donc nécessaire de concevoir une méthode permettant de résoudre cette grandeur physique inconnue au niveau des sciences enseignées à l'école.
Ainsi, ce livre décrit les questions et la résolution de problèmes, ainsi que les nouvelles questions qui se posent et la manière dont elles sont résolues au niveau de l'enseignement des sciences à l'école.
Par conséquent, bien que les activités présentées ici soient toutes liées entre elles et forment une seule unité, elles constituent également de bonnes activités scientifiques pour les enseignants qui comprennent l'interdépendance des activités individuelles et qui peuvent les faire réaliser individuellement par les élèves.
Si vous menez le projet à bien, cela pourrait constituer un grand projet scientifique.

Dans cet ouvrage, le logiciel Excel a été utilisé pour faciliter les calculs.
Même si vous ne connaissez pas les langages de programmation informatique tels que Fortran, C ou Java, vous pouvez effectuer tous les calculs et réaliser tous les graphiques dans la feuille de calcul utilisée par ce programme.
Et pour effectuer des calculs en utilisant ces langages, il faut coder, et on peut apprendre ce processus de codage dans une certaine mesure en utilisant des feuilles de calcul Excel.
De plus, comme les résultats des calculs peuvent être utilisés rapidement, cela s'avère très utile pour la mise en œuvre de la démarche scientifique dans le cadre du programme scolaire du secondaire.
L'un des atouts de ce livre est qu'il offre une certaine formation à l'utilisation d'Excel en sciences.

Une autre caractéristique unique est la possibilité de photographier des phénomènes astronomiques à l'aide de télescopes et d'appareils photo reflex numériques facilement disponibles à l'école, et même de créer des données d'observation de ces phénomènes.
Puisque les activités présentées dans ce livre peuvent être réalisées à partir de ces données d'observation, ce livre peut servir de support de formation pour la conduite de recherches astronomiques liées à l'observation.