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Un TP pour comparer trois systèmes

Par Pierre Causeret Dernière modification 12/07/2012 15:26
Contributeurs : Florence Trouillet

Matériel nécessaire pour chaque groupe d’élèves

  • Un questionnaire
  • Le plan de chacun des trois systèmes photocopié
  • Au minimum une boule en polystyrène peinte en noir sur une moitié et fixée sur un support (on peut donner deux boules par groupe, une pour la Terre et une pour Vénus)
  • Avant de commencer le TP, on peut projeter des photos des phases de Vénus

polystyrene.jpg

 

L'observation de Vénus à la lunette

Vénus est une planète très lumineuse visible le soir ou le matin. Elle est parfois appelée étoile du berger. Elle a été observée depuis très longtemps par les Babyloniens, les Égyptiens, les Grecs…
Les Grecs comme Ptolémée (IIe siècle de notre ère) pensaient que la Terre était fixe au centre du monde, que le Soleil tournait autour de la Terre et que les planètes tournaient sur des cercles dont le centre tournait autour de la Terre.
En 1543, Copernic publie son ouvrage "des révolutions des orbes célestes" où il explique que le Soleil est au centre du monde et que les planètes Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne tournent autour. Il précise que la Terre est une planète comme une autre et qu'elle tourne elle aussi autour du Soleil.
En 1609, Galilée vise pour la première fois le ciel avec une lunette. Il découvre en particulier des cratères et des montagnes sur la Lune. En 1610 et 1611, il vise Vénus et observe alors des phases comme pour la Lune : elle a l'aspect parfois d'un quartier, parfois d'un croissant…
Peut-on les expliquer comme les phases de la Lune ?

Dessins de Galilée venus_galileo.jpg

 

A l'époque, les systèmes de Ptolémée, de Copernic et de Tycho Brahé sont en concurrence.

Le but de cette expérience est de savoir s'ils peuvent permettre de comprendre les phases de Vénus.

venus&ptolemyv3sstitre.png venus&copernicv3sstitre.png venus&tychov3sstitre.png
Le système de Ptolémée
La Terre est au centre du monde. Vénus tourne sur un cercle dont le centre tourne autour de la Terre
Dans le système de Copernic
Le Soleil est au centre du monde. La Terre et Vénus tournent autour du Soleil
Dans le système de Tycho Brahé
La Terre est au centre du monde. Le soleil tourne autour de la Terre et Vénus tourne autour du Soleil.

 

Dessiner ici comment on observera Vénus dans chacun de ces systèmes (on ne tient pas compte de la distance de Vénus mais uniquement de la forme que l'on doit observer).
Dans le système de Ptolémée

lab_work.png

Dans le système de Copernic

lab_work.png

Dans le système de Tycho Brahé

lab_work.png 

  1. Conclusion?

 

 Solutions

Dans le système de Ptolémée:

solutions_ptolemy.png

Dans le système de Copernic

solutions_copernicus.png

Dans le système de Tycho-Brahé

solutions_tycho_brahe.png

Le système de Copernic comme celui de Tycho Brahé reproduisent bien ce que l’on observe.
Par contre, le système de Ptolémée est incompatible avec les observations.

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