ACTIVITÉ 5 : Tester les phases de la Lune

Afin d’aborder les phases de la lune, une maquette a été testée avec les élèves. Cette dernière nécessite peu d’instructions et tend à se résoudre par elle-même à travers des essais-erreurs.

Pour réaliser la maquette, rendez-vous à la page dédiée : « Fabriquer certains objets, Réaliser certaines manipulations numériques »

Chaque “lune” est amovible et “éclairée” de la même manière. Les élèves peuvent ainsi anticiper les différentes phases et ensuite vérifier ces phases en positionnant la tête au milieu de la maquette. De cette manière, les élèves peuvent constater quelles phases sont observables en fonction du placement qu’ils ont choisi. Si les lunes ne sont pas correctement placées, certaines incohérences apparaissent : certaines phases se répètent lorsque l’on observe en se plaçant au milieu, à l’endroit où la terre est censée se trouver.

Cette activité tend, comme la précédente, à mobiliser des représentations issues de l’optique géométrique. Au cours de celle-ci, les deux groupes réalisent une première disposition, qui révèle leur manière de concevoir le déplacement de la lumière et les ombres. 

Groupe 1
Groupe 2

Le premier groupe semble concevoir les rayons du soleil comme non rectilignes1, ce qui affecte la partie avant de la maquette : au lieu d’observer le quart de lune et la demi-lune, les élèves observent directement le premier quart et puis la lune gibbeuse (qui arrivent plus tard dans les phases). Les phases se répètent ainsi plusieurs fois : l’occasion pour les élèves de se rendre compte des incohérences des phases et de tenter de corriger le positionnement des lunes.

Le deuxième groupe est davantage focalisé sur l’ombre que peut provoquer la Terre. Leurs conceptions n’est pas “fausse” à proprement parler, bien que la Terre ne projetterait pas son ombre de cette manière. Il s’agit ici de la situation d’une éclipse lunaire. Il faut effectivement préciser que la maquette, comme tout schéma ou toute occasion de manipuler des objets, présente des conventions. Par convention, cette maquette part du principe que l’orbite de la lune ne coïncide pas avec le plan de l’écliptique.

Les élèves ne se rendant pas systématiquement compte que les phases de la lune se répètent si la disposition des lunes n’est pas correcte, il est utile qu’ils puissent consigner les différentes phases qu’ils observent une fois que le groupe est d’accord sur une première disposition des lunes. Cela permettra également de nommer ces phases.

1Il existe bien des effets relativistes qui affectent le trajet des photons mais ils n’expliquent pas les phases de la lune. Ces effets relativistes ne sont pas abordés dans le tronc commun obligatoire.

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