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11 juin 2021 5 11 /06 /juin /2021 01:44

Ce jeudi 10 juin 2021 Les lycéens ont pu observer l'éclipse solaire grâce à l'Atelier d'Astronomie du lycée. Dès 10h, Julie Herry, Émilie Friant et Lars Lasserre sont venu installer le matériel et mettre au point les expériences

10 Juin 2021 Eclipse de Soleil au lycée Jean Moulin
10 Juin 2021 Eclipse de Soleil au lycée Jean Moulin
10 Juin 2021 Eclipse de Soleil au lycée Jean Moulin
10 Juin 2021 Eclipse de Soleil au lycée Jean Moulin

Anthony Morange, Aide Educateur de la vie scolaire est venu nous prêter main forte.

10 Juin 2021 Eclipse de Soleil au lycée Jean Moulin

Nous avons installé un télescope de type Newton muni d'un filtre solaire pour observer le passage de la Lune devant le soleil. Tous les élèves pourront observer en toute sécurité.

10 Juin 2021 Eclipse de Soleil au lycée Jean Moulin
10 Juin 2021 Eclipse de Soleil au lycée Jean Moulin

Le coin des mesures physiques :

Sur une table nous avons installé 3 expériences de mesures : Merci aux agents du lycée qui nous ont installé deux grandes tables !

  • au foyer d'une parabole de 20 cm de diamètre se trouve une boule de terre cuite avec une thermistance à CTN d'1 kohms à l'intérieur. La résistance de cette thermistance diminue si la température augmente. Nous mesurons la différence de la résistance durant une minute d'exposition au soleil. Ce dispositif permet de faire une intégration du flux solaire pendant 1 minute pour tenter de s'affranchir des éventuels passages nuageux.
  • à coté de la parabole se trouve une photorésistance : La valeur de la résistance de la photorésistance augmente si la luminosité diminue.

 

Caractéristique de la photoréistance

Caractéristique de la photoréistance

Malheureusement ce capteur (la photorésistance est un capteur avec une caractéristique absolument pas affine ou linéaire. Ce qui signifie que sa sensibilité n'est pas constante. En effet on voit très bien que pour une forte luminosité (le soleil !) alors la résistance est quasiment constante. Nous avons une asymptote si E devient grand. La photorésistance n'est donc pas un capteur adapté pour suivre la luminosité du soleil.

  • Le troisième capteur est une photodiode polarisée en inverse. On mesure la tension aux bornes d'une résistance de 1 kohms. Ce qui revient à mesurer une grandeur proportionnelle à l'intensité qui traverse la photodiode. Le courant qui traverse une photodiode est proportionnel à l'éclairement. Nous pouvons donc utiliser ce capteur pour déterminer une baisse éventuelle de luminosité du soleil.

Malheureusement durant toute la durée de l'éclipse, de nombreux petits nuages étaient dans le ciel et... bien entendu... ils passaient devant le soleil. Certes ils n'étaient pas assez épais (heureusement) pour gêner les observations visuelles, mais suffisamment pour perturber sérieusement les mesures de luminosité.

variation de la résistance d'une photorésistance durant la durée de l'éclipse

variation de la résistance d'une photorésistance durant la durée de l'éclipse

On voit sur cette courbes certes, des variations de luminosité, mais rien ne correspond au passage de la lune. Ces variations sont certainement dues uniquement au passage des nuages.

Nous avions plus d'espoir pour la photodiode qui est plus sensible...

Variation de la tension (proportionelle au courant traversant une photodiode polarisée en inverse)

Variation de la tension (proportionelle au courant traversant une photodiode polarisée en inverse)

à nouveau on observe des oscillations qui ne représentent rien. Encore une fois ce sont les passages aléatoires des nuages qui ruinent les mesures.

Le dernier espoir porte sur la thermistance qui enregistre l'énergie thermique incidente pendant 1 minute...

Variation de la résistance d'une CTN dans une boule de terre cuite au foyer d'une parabole pendant 1 minute pendant la durée de l'éclipse (un point toutes les 5 minutes). On laisse refroidir à l'ombre la boule 4 minutes entre deux mesures.

Variation de la résistance d'une CTN dans une boule de terre cuite au foyer d'une parabole pendant 1 minute pendant la durée de l'éclipse (un point toutes les 5 minutes). On laisse refroidir à l'ombre la boule 4 minutes entre deux mesures.

On voit à nouveau que tout espoir est vain... les nuages absorbent aussi l'énergie thermique. Ce qui conduit à nouveau à des oscillations mais rien de cohérent avec le passage de la lune.

Pour conclure nous avons tester 3 systèmes de mesure mais aucun n'a permis de détecter le passage (transit) de la Lune devant le disque solaire. Les nuages ont trop perturbé les mesures.

Heureusement du coté des observations nous avons plus de chance. Plusieurs classes sont passées à l'oculaire du télescope et pour certains et certaines, c'était leur première éclipse !

Les élèves utilisent des Viséclipses (Rétina France) avec des verres de soudeur pour observer le soleil en toute sécurité.
Les élèves utilisent des Viséclipses (Rétina France) avec des verres de soudeur pour observer le soleil en toute sécurité.

Les élèves utilisent des Viséclipses (Rétina France) avec des verres de soudeur pour observer le soleil en toute sécurité.

Lars Laserre a eu beaucoup plus de chance avec l'appareil photo. Il utilise le matériel prêté par le dispositif Astro à l'Ecole. L'APN Canon 1200D (Capteur 14mmx22mm) est fixé derrière un télescope de Schmidt Cassegrain de focale f = 2003 mm ouvert à f/10 avec un réducteur de focale f/6,3. La focale résultante est donc f = 2003/10*6,3=1262 mm. Nous utilisons un réducteur de focale pour faire tenir le disque solaire sur le capteur. Un filtre solaire est fixé sur l'ouverture du télescope.

Lars s'est caché durant toute la durée de l'éclipse dans une "tente" pour lire l'écran de l'Appareil Photo Numérique APN. Il en a profité pour se mettre à l'ombre !!

Images du passge de la lune devant le soleil. C'est une petite éclipse très partielle.
Images du passge de la lune devant le soleil. C'est une petite éclipse très partielle.
Images du passge de la lune devant le soleil. C'est une petite éclipse très partielle.
Images du passge de la lune devant le soleil. C'est une petite éclipse très partielle.
Images du passge de la lune devant le soleil. C'est une petite éclipse très partielle.

Images du passge de la lune devant le soleil. C'est une petite éclipse très partielle.

Sur une table, nous avons disposé deux solarscope (espèce de boîte en carton avec un télescope à l'intérieur) qui projette l'image du soleil sur un écran. Les élèves peuvent ainsi facilement photographier avec leur smartphone.

Les deux solarscopes sur la table de gauche
Les deux solarscopes sur la table de gauche

Les deux solarscopes sur la table de gauche

Les premières STL se cachent à l'ombre avec Mme Soave !

Les premières STL se cachent à l'ombre avec Mme Soave !

Cette éclipse de soleil aura permis à tout le monde de terminer l'année avec une belle observation. Elle aura permis de faire de la physique en plein air !

Le lien vers l'album photo ici : https://photos.google.com/share/AF1QipO-muUSS1Hjz87TAUj_gClWHT7Y4r4r8WHS3e0EoKU25Hkgrntgdiy7-tC_3EDj3g?key=dE1SU01hMGVnak5NaXYxNXpEalNWejNYeEV4eTN3

Published by atelier-astronomie

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