Lien vers le dossier de recherche élève correspondant au thème 2 : Aspect des anneaux de Saturne avec Huygens
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Lien vers la production du groupe d’élèves autour de ce thème sous forme de capsule vidéo :
Compléments pédagogiques au thème 2 : Aspect des anneaux de Saturne.
Ce thème porte sur quatre des cinq grandes thématiques : voir rubrique (Actualités / Cassini-Huygens / Trajectoires / Titan)
L’idée est de poursuivre l’étude du thème sur les Cassini et la création de l’observatoire de Paris, le repérage et la cartographie vu en phase 1 (voir lien vers article). Le nom de Huygens a déjà été mis en évidence dans les travaux précédents et justifie le nom donné à la sonde spatiale. L’homme sera repositionné dans le contexte historique avec ses recherches. Le célèbre schéma sur l’explication de la vision des anneaux de Saturne plus ou moins inclinés sera étudié et approfondi en mathématiques, ainsi que la reconstitution de sa découverte de Titan en partant des planches historiques. Cette étude permet de réinvestir aussi les connaissances vues en phase 1 dans le thème sur les trajectoires des planètes et des sondes.
Ce dossier est donné à un groupe d’élèves plutôt jugés en difficulté au niveau des méthodes et de la compréhension mais de bonne volonté. Avec notre aide, le travail a été globalement fait par les élèves du groupe. Les difficultés liées à la manipulation du logiciel GeoGebra pourtant longuement étudié en phase 1 ont été sous estimées (pourtant ce TP avait été testé avec succès les années précédentes avec les trajectoires de Mars, Jupiter et des différents satellites)
Le travail est construit en séparant les deux disciplines histoire en premier puis mathématique.
Pour la partie HG :
- Réinvestissement du TP sur les Cassini et l’observatoire de Paris à partir de l’émission « Le Dessous des cartes : Les cartes de Cassini une épopée cartographique » (voir lien)
- Donner du sens à cette étude en la reliant au nom de la sonde Cassini Huygens.
- Objectifs du programme : Thème 4 d’histoire
- Nouveaux horizons géographiques et culturels des Européens à l’époque moderne, question au choix.
- L’essor d’un nouvel esprit scientifique et technique (XVIe -XVIIIe siècle), supports d’étude : Étudier un savant du XVIe ou du XVIIe siècle et son œuvre.
- Les modalités de diffusion de la science au XVIIIe siècle.
- La partie histoire et géographie est donc assez courte et simple à traiter, tant dans les connaissances (déjà vues pour la plupart) que dans les méthodes à mettre en oeuvre. L’essentiel est de bien lire les pages web, de synthétiser et reformuler les idées.
Pour la partie mathématique :
- Réinvestissement du TD sur l’animation GeoGebra des trajectoires des planètes fait en phase 1 (voir lien). L’idée est de construire mathématiquement un modèle simplifié pour comprendre les schémas et réinvestir cette compréhension globale dans la manipulation directe d’un logiciel perfectionné « tout prêt » Stellarium utilisé comme « boîte noire » en physique.
- Objectifs liés au programme : se repérer dans l’espace, coordonnées sphériques, notion de plans et un peu de proportionnalité dans la conversion des unités. Utilisation du logiciel GeoGebra3D.
- La récompense pour la construction laborieuse de l’animation de la Terre et Saturne réside dans le fait de retrouver les valeurs données dans wikipédia ou autre site.
- Les coordonnées de l’axe d’inclinaison de Saturne dans le repère lié au système solaire ont été trouvées dans le TP proposé sur le site de l’observatoire de Lyon https://cral.univ-lyon1.fr/labo/fc/..., ces valeurs ont été utilisées aussi pour le dossier du thème 5 sur la spectrométrie.
- Le passage à la 3D permet de comprendre simplement le schéma de Huygens mais aussi facilite l’interprétation du graphique sur la valeur de l’inclinaison des anneaux en fonction du temps sur une demi-période de Saturne (vu depuis la Terre qui tourne aussi).
- Lien internet direct vers l’animation de l’aspect des anneaux de Saturne (peu ergonomique) : https://ggbm.at/rbVu2a3z en cliquant droit sur la figure animée on change la vision. + lien vers le fichier.ggb à ouvrir avec le logiciel GeoGebra ( à télécharger gratuitement) : (voir lien)
Ce thème sur Huygens est réinvesti en classe entière pour ce qui concerne ses recherches en probabilités, avec un TP sur la simulation d’échantillons à l’aide d’algorithmes programmés sur la calculatrice puis sur le logiciel Python. (voir lien vers le TP et vers le programme Python)
