n°110 – Été 2005

EDITORIAL : Éditorial
Auteur(s) : La rédaction
Résumé : L’éditorial présente un numéro centré sur la poursuite du dossier consacré à l’Année mondiale de la physique, avec une ouverture vers la mécanique quantique et la relation de Louis de Broglie associant une onde à toute masse en mouvement. Il annonce aussi un cours élémentaire sur l’analyse de la lumière et la spectroscopie. La rédaction signale la présence de plusieurs articles liés à Mars, propices à préparer l’observation de sa rétrogradation, ainsi qu’une proposition d’activités autour de l’éclipse annulaire du 3 octobre 2005 permettant d’estimer la distance de la Lune.
Mots clef : année mondiale de la physique – mécanique quantique – Louis de Broglie – spectres lumineux – Printemps – rétrogradation – éclipse annulaire – distance Terre-Lune
INFORMATION : À propos de la couverture
Auteur(s) : BARDIN Daniel
Résumé : Daniel Bardin explique la couverture commune aux numéros de 2005, conçue pour accompagner l’Année mondiale de la physique et l’hommage à la relativité. Le dessin représente deux galaxies en interaction et un puits de gravitation qui détourne les bras spiraux, afin d’évoquer une image relativiste devenue familière. Plusieurs portraits de physiciens entourent la scène, notamment Albert Einstein, Ludwig Boltzmann, Max Planck, Wilhelm Wien, Karl Schwarzschild, Edwin Hubble et Erwin Schrödinger. Le commentaire justifie les choix iconographiques et rappelle leur caractère nécessairement sélectif.
Mots clef : couverture – année mondiale de la physique – Einstein – relativité – galaxies – puits de gravitation – Boltzmann – Planck – Schwarzschild – Hubble
ARTICLE DE FOND : Cours élémentaire d’astronomie et d’astrophysique : VI – L’analyse de la lumière
Auteur(s) : PATUREL Georges
Résumé : Georges Paturel introduit l’astrophysique par l’analyse de la lumière. Après l’expérience de Newton sur la décomposition et la recomposition de la lumière blanche, l’article présente le spectroscope à fente de Wollaston et les raies sombres observées ensuite systématiquement par Fraunhofer. Il explique le passage d’une conception corpusculaire simple à une description ondulatoire fondée sur les interférences, puis aborde la formule empirique de Balmer pour l’hydrogène. La fin relie la catastrophe ultraviolette, l’hypothèse de Planck et le modèle de Rutherford à l’émergence de la mécanique quantique.
Mots clef : cours d’astronomie – astrophysique – lumière – spectroscopie – Newton – Wollaston – Fraunhofer – raies spectrales – corps noir – Planck
INFORMATION : Fiat lux : correction sur la quantité de mouvement
Auteur(s) : PATUREL Georges – DE SAINTE FOY Hugues
Résumé : Cette note intitulée Fiat lux corrige une formulation ambiguë du cours précédent à propos de la force et de la quantité de mouvement. À la suite d’une remarque de Hugues de Sainte Foy, Georges Paturel précise que la force est égale à la variation de la quantité de mouvement par unité de temps. Il rappelle la notation générale F égale dp sur dt, valable aussi en mécanique relativiste, puis retrouve dans le cas newtonien usuel l’expression F égale m fois a lorsque la masse est constante. L’entrée garde trace de la vigilance des lecteurs.
Mots clef : errata – cours d’astronomie – quantité de mouvement – force – accélération – Newton – mécanique relativiste – lecteur
HISTOIRE : Lecture de Kepler – II
Auteur(s) : MIZAR K.
Résumé : K. Mizar poursuit la relecture de Kepler et de sa Conversation avec le messager céleste, écrite en réaction aux observations galiléennes. L’article insiste sur la nécessité de retrouver la naïveté historique du début du XVIIe siècle pour comprendre les hypothèses formulées alors. Il analyse les remarques de Kepler sur le terminateur lunaire, les taches de la Lune, l’interprétation des mers et continents lunaires, l’hypothèse d’habitants ou d’une matière poreuse, puis les discussions sur le limbe, la lumière cendrée et la possible atmosphère lunaire.
Mots clef : Kepler – Galilée – Sidereus Nuncius – Conversation avec le messager céleste – Lune – terminateur – taches lunaires – limbe – histoire de l’astronomie
AVEC NOS ÉLÈVES : À propos de la période synodique d’une planète
Auteur(s) : PIGUET Claude
Résumé : Claude Piguet examine la notion de période synodique à partir des oppositions de Mars. En s’appuyant sur des dates observables avec un logiciel de simulation, il montre que les intervalles entre oppositions successives varient fortement, de 764 à 811 jours sur l’échantillon étudié, alors que les ouvrages donnent souvent une valeur moyenne d’environ 780 jours. Le raisonnement reconstruit la période sidérale de Mars en comparant des oppositions proches dans le calendrier. L’article souligne que la formule usuelle n’est exacte que dans un modèle idéal d’orbites circulaires.
Mots clef : période synodique – période sidérale – Printemps – opposition – Kepler – logiciel de simulation – orbite elliptique – enseignement – modèle circulaire
HISTOIRE : Autour du mot Mars – I
Auteur(s) : DEWEZ Jean-Luc – DARGENT Olivier
Résumé : Jean-Luc Dewez et Olivier Dargent ouvrent une étude culturelle et linguistique du mot Mars. Ce premier volet présente les origines mythologiques du nom, en comparant le dieu grec Arès et le dieu romain Mars, leurs associations à la guerre, au courage, à la violence et à la couleur rouge. Les auteurs suivent aussi quelques héritages du nom grec, comme aréopage ou Antarès, puis la tradition romaine qui fait de Mars le père fondateur symbolique de Rome. L’article évoque enfin peinture, cinéma, musique avec Holst et philosophie avec Alain.
Mots clef : Mars – Arès – mythologie grecque – mythologie romaine – étymologie – guerre – Antarès – Deimos – Phobos – culture antique
AVEC NOS ÉLÈVES : Rétrogradation de Mars et visibilité des planètes
Auteur(s) : GRAUSS Bernard – Francine Billard
Résumé : Bernard Grauss et Francine Billard décrivent deux séquences menées avec des élèves de CM2 pour comprendre la rétrogradation apparente de Mars et la visibilité des planètes. Les élèves construisent d’abord un modèle simplifié des orbites de Vénus, de la Terre et de Mars, avec des distances et déplacements mensuels arrondis. Ils simulent ensuite le mouvement relatif par des rondes et repèrent sur un fond fixe le va-et-vient apparent de Mars. La seconde partie utilise le même dispositif pour distinguer planètes intérieures, phases de Vénus, visibilité du soir ou du matin et planètes extérieures.
Mots clef : Mars – rétrogradation – visibilité des planètes – Vénus – modèle héliocentrique – école primaire – CM2 – ronde des planètes – phases – observation
AVEC NOS ÉLÈVES : Une maquette et plusieurs boucles de rétrogradation
Auteur(s) : BERTHOMIEU Francis
Résumé : Francis Berthomieu propose une petite maquette destinée à montrer que la boucle de rétrogradation de Mars peut prendre des formes apparentes très différentes selon la position de l’observateur et l’orientation de l’orbite. Une fine bande de papier collée sur un support sombre matérialise une boucle classique. En se déplaçant autour du dispositif, l’observateur voit successivement des formes proches d’un Z, d’une boucle vers le haut, d’un S ou d’une boucle vers le bas, analogues aux rétrogradations de différentes années. La note complète utilement la modélisation scolaire précédente.
Mots clef : Mars – rétrogradation – maquette – boucle apparente – observation – perspective – Z – S – pédagogie – modélisation
OBSERVATION : Opération Photographions la rétrogradation de Mars
Auteur(s) : BERTHOMIEU Francis
Résumé : Cette annonce invite les adhérents du CLEA à participer à une opération collective consacrée à la rétrogradation de Mars en 2005. Les observateurs sont encouragés à photographier le ciel lorsque Mars y figure, à dater précisément leur prise de vue et à envoyer les documents à Francis Berthomieu, soit par courrier pour les images papier, soit par messagerie pour les images numériques. L’objectif est de réunir les photographies sur le site du CLEA afin de construire avec précision la boucle de rétrogradation de Mars pour 2005.
Mots clef : Mars – rétrogradation 2005 – photographie astronomique – campagne d’observation – CLEA – images numériques – ciel – site internet – documentation
INFORMATION : Erratum du CC109 page 23 sur la rétrogradation de Mars
Auteur(s) : BERTHOMIEU Francis
Résumé : Francis Berthomieu corrige deux erreurs de dates publiées dans le numéro 109, page 23, dans l’article consacré aux événements à observer en 2005. La note indique les dates rectifiées à utiliser pour suivre la rétrogradation de Mars à l’automne 2005 et présente un dessin corrigé du phénomène. Cette courte entrée a une fonction pratique pour les lecteurs qui souhaitent participer à la campagne d’observation et de photographie, car une erreur de calendrier compromettrait directement le suivi progressif de la position apparente de la planète.
Mots clef : erratum – Cahiers Clairaut 109 – Printemps – rétrogradation – dates d’observation – dessin corrigé – événements 2005
OBSERVATION : Des activités pour l’éclipse de Soleil du 3 octobre 2005
Auteur(s) : CAUSERET Pierre
Résumé : Pierre Causeret propose un ensemble d’activités autour de l’éclipse de Soleil du 3 octobre 2005, partielle en France et annulaire dans certaines régions comme l’Espagne. L’article fournit des distances utiles, des horaires et plusieurs exercices avant l’éclipse pour comprendre pourquoi la Lune ne masquera pas totalement le Soleil. Il détaille ensuite les précautions d’observation, les possibilités de photographie, puis des calculs après l’événement, notamment le pourcentage de disque solaire éclipsé et une méthode de mesure de la distance de la Lune à partir de photos simultanées.
Mots clef : éclipse de Soleil – 3 octobre 2005 – éclipse annulaire – observation solaire – projection – filtre mylar – diamètre apparent – distance Terre-Lune – Thalès
AVEC NOS ÉLÈVES : Référentiels et mouvement de satellites : III – Application avec un tableur
Auteur(s) : LE FUR Pierre
Résumé : Pierre Le Fur poursuit son étude des référentiels et du mouvement des satellites en montrant comment utiliser un tableur pour calculer et tracer des orbites. L’article traite les passages successifs de l’ISS, le décalage en longitude des nœuds, les conditions de visibilité et les approximations utiles. Il applique ensuite la méthode à Spot 4, satellite héliosynchrone, puis aux satellites géosynchrones et géostationnaires, dont les traces peuvent devenir des segments ou des analemmes. La conclusion insiste sur la progression pédagogique du montage carton au tableur puis aux logiciels spécialisés.
Mots clef : satellites artificiels – référentiels – tableur – ISS – Spot – orbite héliosynchrone – géostationnaire – trace au sol – longitude – visibilité
DOSSIER : Les parutions récentes pour l’AMP2005
Auteur(s) : LARCHER Christian
Résumé : Christian Larcher recense plusieurs parutions liées à l’Année mondiale de la physique 2005 et à la figure d’Albert Einstein. Il commente notamment un hors-série de Ciel et Espace consacré à Einstein et à l’Univers, en soulignant les articles de Michel Paty, Jean-Pierre Luminet ou Roman Ikonicoff, ainsi que l’intérêt pédagogique d’un bilan sur l’entrée de la cosmologie au lycée. La note mentionne aussi des dossiers de Pour la Science consacrés à l’histoire de l’Univers et à Einstein, en insistant sur les traces de son œuvre dans la physique contemporaine.
Mots clef : année mondiale de la physique – Albert Einstein – relativité – cosmologie – Ciel et Espace – Pour la Science – Kepler – Jean-Pierre Luminet – vulgarisation scientifique
HISTOIRE : De Broglie et la nouvelle mécanique ondulatoire
Auteur(s) : PATUREL Georges – DE BROGLIE Louis
Résumé : Georges Paturel introduit un document ancien consacré à la démonstration par Louis de Broglie de la relation associant une onde à une masse en mouvement. Il rappelle que cette idée reçut une confirmation expérimentale remarquable avec la diffraction d’un faisceau d’électrons monocinétiques par un cristal de nickel dans les expériences de Davidson et Germer en 1927. La reproduction, tirée d’un mémoire publié en 1943, met en évidence le recours à la transformation de Lorentz et l’audace intuitive de De Broglie lorsqu’il introduit un élément périodique et des images d’horloges associées au corpuscule.
Mots clef : Louis de Broglie – mécanique ondulatoire – onde de matière – diffraction des électrons – Davidson – Germer – transformation de Lorentz – textes originaux – physique quantique
JEUX : Le mélange des couleurs
Auteur(s) : La rédaction
Résumé : Le remue-méninges interroge l’apparente production d’une couleur nouvelle lorsqu’on mélange, par exemple, des poudres jaune et bleue qui donnent une impression verte. Le texte rappelle qu’à chaque couleur monochromatique correspond une longueur d’onde et demande pourquoi le mélange de deux longueurs d’onde ne crée pas réellement une troisième longueur d’onde, contrairement à ce que suggère l’analogie naïve. L’énigme compare ce piège à la musique, où jouer un do et un mi ne fait pas entendre un ré, et prépare une réflexion sur la perception des couleurs.
Mots clef : remue-méninges – couleurs – longueur d’onde – jaune – bleu – vert – perception visuelle – analogie musicale – physique de la lumière
ARTICLE DE FOND : Au fil des perles des enseignants et des astronomes
Auteur(s) : La rédaction
Résumé : La rubrique des perles rassemble deux remarques humoristiques autour des unités physiques. Elle rappelle d’abord que plusieurs unités fondamentales ont été choisies à une échelle proche du corps humain, comme le mètre, le pouce ou le pied. Elle cite ensuite la justification d’un élève confondant litre et mètre, selon laquelle un litre d’eau vaudrait un mètre parce que l’eau s’étire sur le sol. Le texte prolonge le trait en remarquant que les astronomes peuvent eux aussi étonner lorsqu’ils expriment des distances cosmologiques en kilomètres par seconde via la loi de Hubble.
Mots clef : perles – unités physiques – mètre – litre – échelle humaine – distance astronomique – loi de Hubble – kilomètre par seconde – humour scientifique
LECTURE : Lecture pour la Marquise : Mars comme si vous y étiez
Auteur(s) : TERRY Jean-Noël
Résumé : Jean-Noël Terry présente Mars comme si vous y étiez de Guillaume Cannat et Didier Jamet, publié chez Eyrolles. Le compte rendu insiste sur le format visuel de l’ouvrage et sur le chemin parcouru par l’imagerie martienne, depuis un dessin d’Eugène Antoniadi en 1926 jusqu’aux images de Hubble et aux panoramas obtenus par Spirit ou Opportunity. Les photographies grand format sont regroupées par thèmes comme les orbites, volcans, fleuves ou canyons, et permettent au lecteur d’imaginer une circulation dans les paysages martiens tout en bénéficiant de commentaires clairs.
Mots clef : lecture – Printemps – Guillaume Cannat – Didier Jamet – imagerie martienne – Hubble – Spirit – Opportunity – volcans – canyons
LECTURE : Lecture pour la Marquise : Le Titan Moderne
Auteur(s) : TERRY Jean-Noël
Résumé : Jean-Noël Terry rend compte du Titan Moderne, édition des notes et observations d’Albert Badoureau proposées par Colette Le Lay et Olivier Sauzereau. Le livre éclaire la collaboration scientifique autour de plusieurs romans de Jules Verne, notamment Sans dessus dessous, De la Terre à la Lune et Autour de la Lune. Le compte rendu souligne l’intérêt du dispositif qui confronte manuscrit et présentation imprimée, révèle la méthode de travail de Verne et montre comment son imagination s’appuyait sur les connaissances de son époque, les calculs, l’astronomie et la technique.
Mots clef : lecture – Jules Verne – Albert Badoureau – Colette Le Lay – Olivier Sauzereau – science et littérature – De la Terre à la Lune – Sans dessus dessous
LECTURE : Lecture pour la Marquise : L’univers
Auteur(s) : TERRY Jean-Noël
Résumé : Jean-Noël Terry présente L’univers de Jean-Pierre Verdet, publié dans la collection Idées reçues du Cavalier Bleu. Le compte rendu signale un petit ouvrage dense, construit à partir de formules courantes qu’il s’agit de démêler pour séparer le vrai du faux. Même si certaines idées reçues sur l’expansion de l’Univers, l’infini ou les galaxies sont difficiles à cerner, l’ouvrage est recommandé pour la qualité de ses synthèses, la précision historique des mises au point et les pistes qu’il offre au lecteur souhaitant prolonger son étude.
Mots clef : lecture – Jean-Pierre Verdet – univers – idées reçues – cosmologie – expansion – galaxies – Lune – histoire des sciences – vulgarisation
ACTUALITÉS : Une galaxie primordiale
Auteur(s) : KUNTH Daniel
Résumé : Daniel Kunth rapporte des résultats de l’ESO concernant la galaxie proche NGC 5253, observée en détail afin d’étudier la formation stellaire dans un environnement qualifié de quasi primordial. L’image infrarouge révèle une galaxie contenant 115 amas d’étoiles en formation, dont certains âgés de moins de vingt millions d’années. Cent fois plus petite que la Voie lactée, NGC 5253 est présentée comme une possible brique élémentaire analogue à celles qui se seraient agglomérées dans l’Univers jeune pour former les galaxies actuelles.
Mots clef : NGC 5253 – galaxie naine – ESO – infrarouge – amas stellaires – formation des étoiles – galaxies primitives – Voie lactée – univers jeune
VIE ASSOCIATIVE : Mosaïque de la Physique
Auteur(s) : PATUREL Georges
Résumé : Georges Paturel présente l’exposition itinérante Mosaïque de la Physique, organisée dans le cadre de l’Année mondiale de la physique. Le CLEA y participe avec une nouvelle balance de Cavendish automatisée, prolongeant les dispositifs décrits dans les Cahiers Clairaut 104 et 105. La note mentionne aussi d’autres expériences spectaculaires, comme l’effet Branly, les solitons, les pendules chaotiques ou les cellules de Bénard liées à la granularité solaire. Elle suggère que le CLEA pourrait mettre l’expérience de Cavendish à disposition d’établissements scolaires intéressés.
Mots clef : vie associative – année mondiale de la physique – Mosaïque de la Physique – balance de Cavendish – CLEA – exposition itinérante – effet Branly – solitons – cellules de Bénard
VIE ASSOCIATIVE : Manifestations astronomiques
Auteur(s) : PATUREL Georges
Résumé : La rubrique signale deux manifestations astronomiques auxquelles le CLEA porte attention. La première est une journée organisée en mai par la Société Astronomique de Bourgogne, longtemps animée par Pierre Causeret, afin de présenter au public les ressources régionales comme le CRDP, la SAB, un planétarium itinérant et le futur planétarium du muséum de Dijon. La seconde annonce les Deux mois de l’astronomie, organisés au Cannet des Maures par Daniel Joubin et son association d’astronomie amateur. Georges Paturel souhaite le succès de ces initiatives.
Mots clef : vie associative – Société Astronomique de Bourgogne – Pierre Causeret – planétarium – Bourgogne – Cannet des Maures – astronomie amateur – CLEA
VIE ASSOCIATIVE : Liste de diffusion du CLEA
Auteur(s) : RIPERT Jean
Résumé : Jean Ripert rappelle aux adhérents du CLEA la possibilité de s’inscrire à la liste de diffusion de l’association. Les personnes intéressées doivent envoyer un message à l’adresse indiquée, puis recevront en retour un fichier d’aide destiné à ouvrir un compte. Cette courte information insiste sur la simplicité de la démarche et sur l’attente de nouveaux messages. Elle prolonge l’effort de mise en réseau des enseignants, astronomes et membres du CLEA, afin de faciliter les échanges rapides autour des activités, observations et ressources pédagogiques.
Mots clef : vie associative – liste de diffusion – CLEA – adhérents – inscription – Jean Ripert – échanges – messagerie
JEUX : Solution du remue-méninges : le mélange des couleurs
Auteur(s) : PATUREL Georges
Résumé : Georges Paturel donne la solution du remue-méninges sur le mélange des couleurs. Il explique que l’œil possède des capteurs sensibles à trois couleurs fondamentales et qu’une même excitation de ces capteurs peut être produite par plusieurs combinaisons de lumières. Il n’y a donc pas unicité entre la sensation de couleur et une seule longueur d’onde. La comparaison avec le son est différente, car l’oreille, grâce au limaçon, peut analyser une grande gamme de longueurs d’onde sonores. Cette réponse distingue mélange perceptif et création physique d’une fréquence.
Mots clef : solution – remue-méninges – vision – couleurs fondamentales – capteurs de l’œil – trichromie – mélange de couleurs – oreille – longueurs sonores
INFORMATION : Articles à venir
Auteur(s) : La rédaction
Résumé : La rédaction annonce plusieurs thèmes prévus pour les prochains Cahiers Clairaut. La liste comprend la suite du cours élémentaire, un pendule de Foucault en carton, la distance de la galaxie M31, les étoiles variables, une mesure absolue de l’attraction terrestre par interférométrie atomique, les gravitations imaginaires, la température des étoiles et les ondes gravitationnelles. Cette brève rubrique donne au lecteur une vue du programme éditorial à venir, mêlant pédagogie expérimentale, astrophysique, mécanique, cosmologie et sujets de physique contemporaine.
Mots clef : articles à venir – cours élémentaire – pendule de Foucault – M31 – étoiles variables – attraction terrestre – interférométrie atomique – gravitation – température des étoiles – ondes gravitationnelles
VIE ASSOCIATIVE : Remerciements
Auteur(s) : La rédaction
Résumé : La rédaction remercie Michel Bobin et Christian Larcher pour la relecture du cahier, ainsi que Chantal Petit pour son assistance. Cette mention finale souligne le travail éditorial collectif qui permet la publication d’un numéro riche, associant cours d’astrophysique, histoire de Kepler, Mars, éclipse de Soleil, satellites, année mondiale de la physique, lectures, potins et vie associative. Elle garde trace des contributions discrètes qui assurent la qualité des textes, la cohérence du numéro et la continuité du travail de l’équipe des Cahiers Clairaut.
Mots clef : remerciements – Michel Bobin – Christian Larcher – Chantal Petit – relecture – Cahiers Clairaut – comité éditorial