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CouvPocheIndispensables
J'ai créé ce blog lors de la sortie de mon livre "Les Indispensables mathématiques et physiques pour tous", Odile Jacob, avril 2006 ; livre republié en poche en octobre 2011 (achat en ligne) (sommaire du livre).
Je développe dans ce blog des notions de mathématiques et de physique à destination du plus large public possible, en essayant de susciter questions et discussion: n'hésitez pas à laisser vos commentaires!

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Indispensables astronomiques

Nouveauté octobre 2013, mon livre "Les Indispensables astronomiques et astrophysiques pour tous" est sorti en poche, 9,5€ (éditions Odile Jacob, éidtion originale 2009). Comme mon premier livre (Les Indispensables mathématiques et physiques), c'est un livre de notions de base illustrées avec des exemples concrets, s'appuyant sur les mathématiques (géométrie notamment) pour l'astronomie, et sur la physique pour l'astrophysique. Je recommande vivement sa lecture.

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4 mars 2007 7 04 /03 /mars /2007 20:38
L’éclipse de Lune d’hier m’a passionné à divers titres – en premier lieu on reste toujours émerveillé par ces phénomènes naturels. Je partage avec vous, ainsi qu’avec ma fille qui avait un devoir de physique sur le sujet, mes observations faites aux différentes phases de l’éclipse, malgré une couverture nuageuse sur de longes moments, et aidé par la page  de l’Observatoire de Paris.
 
D’abord, la théorie, en gradation. 1) L’éclipse de Lune ne peut avoir lieu que lors de la pleine Lune. 2) L’éclipse de la Lune par la Terre n’est pas visible une fois par mois comme ce pourrait être le cas, car le plan de rotation de la Lune est légèrement décalé de 5° par rapport au plan de rotation de la Terre. 3) Comme pour les éclipses de Soleil, il existe des éclipses partielles et totales de Lune : la différence avec l’éclipse de Soleil est qu’il n’existe pas de " zone de passage " de l’éclipse ; ce n’est pas l’ombre d’un petit corps, la Lune, qui passe sur la surface terrestre (cas de l’éclipse de Soleil) ; tous ceux qui voient la Lune depuis la Terre voient l’éclipse de Lune de la même façon à la même heure GMT ; pour être plus précis, l’éclipse de Lune définit trois zones sur Terre mais qui ne s’étalent pas dans le temps : la zone d’invisibilité (la Lune n’est pas visible pendant l’éclipse), la zone de visibilité totale (on voit tout le phénomène d’un bout à l’autre), la zone de visibilité non totale (on voit le début ou la fin du phénomène, entretemps la Lune s’est " couchée "). Quand on voit la Lune, on voit l’éclipse de la même manière à la même heure.

Image www.astrosurf.ch

 
Ensuite la pratique, qu’ai-je pu effectivement observer samedi soir  (heure Europe GMT+1)?
  • 21h18 à 22h30 : la lune est dans la pénombre (étymologiquement : presque l’ombre), entre les tangentes intérieure et extérieure à la Terre et au Soleil (position 2 sur l'image ci-dessus, astrosurf.ch). On ne décèle pratiquement rien.
  • 22h30 à 23h44 : l’ombre de la Terre se projette progressivement sur la Lune, en commençant à mordre par le bas.
  • 23h44 à 0h58 : l’éclipse est totale, mais on voit très bien la Lune, qui reçoit une lumière rouge venant de la diffraction par l’atmosphère terrestre des rayons solaires. L’atmosphère terrestre ne fait pas obstacle aux rayons solaires, l’eau en suspension dans l’atmosphère change par diffraction leur direction en en dirigeant une partie vers la Lune (phénomène du crayon qui paraît brisé dans l’eau) ; l’atmosphère terrestre se transforme en astre secondaire, et éclaire la lune de cette luminosité rougeâtre.
  • 0h58 à 2h11 : la Lune retrouve les rayons directs du Soleil dans son coin gauche, l’effet diffraction devient secondaire devant l’ombre de la Terre qui se projette de nouveau sur la Lune, cette fois-ci de manière dégressive.

Image www.cidehom.com

Après je suis allé me coucher !

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commentaires

Guillaume 21/03/2007 21:24

La refraction vient du fait que les rayons lumineux incident rencontre un milieu d'indice different (dans ce cas-ci, on passe du vide spatial a l'air de l'atmosphere - dans le cas du baton courbe dans l'eau, on passe de l'air a l'eau, dans le cas d'une lentille, de l'air au verre...). Donc l'eau de l'atmosphere ne participe pas, en tant que telle, a la refraction des rayons du soleil pendant l'eclipse. C'est l'air dans son ensemble. Quant a la couleur rougeatre, elle vient de la diffusion Rayleigh de la lumiere sur les molecules de l'atmosphere. L'intensite diffusee l'est de maniere a peu pres isotrope, mais elle est plus efficace pour les courtes longueurs d'onde (en 1/lambda^4), donc pour le bleu. C'est pourquoi le ciel apparait bleu. Si le bleu est diffuse, il reste le rouge. C'est pourquoi quand la lumiere solaire tranverse une couche epaise d'atmosphere, sa lumiere est fortement diffusee, et le disque solaire apparait rouge. Dans le cas de l'eclipse de Lune, les rayons solaires tranversent une grosse couche d'atmosphere, ils vont etre notablement diffuse, pour ce qui est du bleu, et peu diffuse pour le rouge. Pour un Selenite, la Soleil apparaitra rouge, eclairant l'atmsophere terrestre. Pour un terrien, il va eclairer la Lune tel un projecteur rouge...

Guillaume 07/03/2007 07:02

Ce n'est pas vraiment l'eau en suspension dans l'atmosphere qui diffracte les rayons solaires : l'air se suffit a lui-meme, joue le role d'une lentille faisant converger la lumiere du Soleil. La couleur rougeatre s'explique par le fait que les rayons solaires sont egalement diffuses par l'atmosphere, mais preferentiellement vers les petites longueurs d'onde (donc le bleu), ne reste que le rouge (comme lors d'un coucher de Soleil) qui va eclairer la Lune.

Alexandre Moatti 09/03/2007 08:30

Merci de votre commentaire. En fait je pense qu'eau comme air participent à la réfraction de la lumière solaire (mea culpa il s'agit plus de réfraction que de diffraction). J'ai pris l'exemple des gouttes d'eau car la réfraction du spectre solaire dans l'arc-en-ciel est une image parlante.Sur le fait que la lumière rouge prédomine, je cherche des explications plus précises mais n'ai pas eu le temps encore de m'y pencher...si vous avez des lumières....

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