Ecole Ivoire

Les phases de la Lune et les éclipses

4ème · Physique-Chimie · Programme DPFC

Objectifs pédagogiques

  • Définir ombre propre et ombre portée
  • Identifier et représenter les phases de la Lune
  • Expliquer et distinguer éclipses solaire et lunaire

Situation d'apprentissage

À Agnibilékrou, les élèves observent le Soleil prendre la forme d'un anneau puis réapparaître. Ils veulent comprendre ce phénomène d'éclipse.

Le cours

Les phases de la Lune et les éclipses

I. Ombres et lumière

1. Ombre propre

Définition : Partie d'un objet non éclairée par une source de lumière.

   Source ●----------→ |█████|  ← Objet opaque
   lumineuse             ░░░░░  ← Ombre propre (face non éclairée)

Exemple : La face non éclairée de la Lune (pendant la nouvelle Lune).

2. Ombre portée

Définition : Zone sombre projetée par un objet sur une surface ou dans l'espace.

   Soleil ●----→ |Arbre|----------[Ombre au sol]
                    █████

Exemple ivoirien : L'ombre d'un cocotier à Grand-Bassam à midi.

3. Pénombre et zone d'ombre

Avec une source étendue (comme le Soleil) :

        Soleil (étendu)
           ╱────╲
          ●      ●
         ╱ ╲    ╱ ╲
        ╱   ╲  ╱   ╲
       ╱Pénom╲╱bre ╲
      ╱      |█|     ╲  Objet
     ╱   Pénombre    ╲
    ╱    Zone d'ombre ╲
   ╱   (ombre totale)  ╲
  • Zone d'ombre : Aucune partie du Soleil n'est visible (ombre totale)
  • Pénombre : Une partie du Soleil est visible (ombre partielle)

II. Les phases de la Lune

La Lune ne produit pas sa propre lumière : elle réfléchit la lumière du Soleil. Selon sa position par rapport à la Terre et au Soleil, on voit différentes portions éclairées.

Cycle lunaire (environ 29,5 jours)

                    SOLEIL
                      ●
                      ↓
                  (lumière)

    1. Nouvelle Lune : ●  (invisible, face éclairée côté Soleil)

    2. Premier croissant : ◐  (on voit un mince croissant)

    3. Premier quartier : ◑  (moitié visible)

    4. Lune gibbeuse croissante : ◔  (plus de la moitié)

    5. Pleine Lune : ○  (entièrement visible, opposée au Soleil)

    6. Lune gibbeuse décroissante : ◕  

    7. Dernier quartier : ◒  

    8. Dernier croissant : ◓  

Observation en Côte d'Ivoire : Les pêcheurs du lac de Kossou utilisent les phases lunaires pour planifier leurs sorties (pleine Lune = meilleure visibilité la nuit).

III. Les éclipses

A. Éclipse de Lune (éclipse lunaire)

Définition : La Terre se trouve entre le Soleil et la Lune. La Lune entre dans l'ombre de la Terre.

SOLEIL ●-------→ TERRE ●-------→ |LUNE| (dans l'ombre)
                      (ombre de la Terre)

Conditions : - Soleil - Terre - Lune alignés - Se produit uniquement à la Pleine Lune - Visible depuis toute la face nocturne de la Terre

Aspect : La Lune devient rouge-orange (lumière réfractée par l'atmosphère terrestre).

Durée : Jusqu'à 1h40 pour la totalité.

B. Éclipse de Soleil (éclipse solaire)

Définition : La Lune se trouve entre le Soleil et la Terre. La Lune projette son ombre sur la Terre.

SOLEIL ●-------→ LUNE ●-------→ |Zone d'ombre| TERRE
                              ↓
                         (bande étroite)

Conditions : - Soleil - Lune - Terre alignés - Se produit uniquement à la Nouvelle Lune - Visible depuis une bande étroite sur Terre

Types d'éclipses solaires :

  1. Totale : Le Soleil est complètement caché (zone d'ombre) - Le jour devient nuit - Température baisse - Les animaux sont perturbés - Exemple : Éclipse à Agnibilékrou mentionnée dans la situation

  2. Annulaire : Le Soleil forme un anneau autour de la Lune - La Lune est plus loin de la Terre (paraît plus petite) - ╱─────╲ │ ● │ ← Anneau solaire ╲─────╱

  3. Partielle : Une partie du Soleil est cachée (pénombre)

Différences éclipse solaire / lunaire

Critère Éclipse solaire Éclipse lunaire
Alignement Soleil-Lune-Terre Soleil-Terre-Lune
Phase lunaire Nouvelle Lune Pleine Lune
Durée Quelques minutes (max 7 min) Jusqu'à 1h40
Zone visible Bande étroite sur Terre Toute la face nocturne
Fréquence Plus rare localement Plus fréquente
Danger yeux OUI (ne jamais regarder directement) NON (sans danger)

IV. Applications et culture

En Côte d'Ivoire

Croyances traditionnelles : Dans certains villages, les éclipses étaient perçues comme des signes mystiques. La science permet de les prévoir et les expliquer.

Observation scientifique : Les astronomes ivoiriens étudient les éclipses pour mieux comprendre le système Soleil-Terre-Lune.

⚠️ SÉCURITÉ IMPORTANTE

DANGER : Ne JAMAIS regarder directement une éclipse solaire sans protection !

Conséquences : Brûlures de la rétine → Cécité définitive.

Protection obligatoire : Lunettes spéciales "éclipse" (norme ISO 12312-2) ou projection indirecte.

Points clés à retenir

  • Ombre propre = face non éclairée / Ombre portée = ombre projetée
  • Phases lunaires = portions de Lune éclairée visibles (cycle 29,5 jours)
  • Éclipse lunaire : Soleil-Terre-Lune (Pleine Lune, Lune rouge)
  • Éclipse solaire : Soleil-Lune-Terre (Nouvelle Lune, bande étroite)
  • DANGER : Ne jamais regarder éclipse solaire sans protection !

Exercice

À Abidjan, on observe une éclipse où la Lune devient rouge-orange et reste visible pendant 1 heure. S'agit-il d'une éclipse solaire ou lunaire ? Justifie ta réponse.

Voir la correction

C'est une éclipse lunaire. Justifications : 1) La Lune reste visible (elle ne disparaît pas) et devient rouge-orange, 2) La durée est longue (1h), caractéristique d'une éclipse lunaire, 3) Une éclipse solaire ne dure que quelques minutes et on ne voit pas la Lune pendant celle-ci.

Quiz d'auto-évaluation

  1. Qu'est-ce que l'ombre propre ?

    1. L'ombre projetée au sol
    2. La partie non éclairée d'un objet
    3. La zone de pénombre
    4. L'ombre de la Terre
    Réponse

    La partie non éclairée d'un objet

  2. À quelle phase lunaire se produit une éclipse de Soleil ?

    1. Pleine Lune
    2. Nouvelle Lune
    3. Premier quartier
    4. Dernier quartier
    Réponse

    Nouvelle Lune

  3. Quel est l'alignement lors d'une éclipse lunaire ?

    1. Soleil - Lune - Terre
    2. Terre - Soleil - Lune
    3. Soleil - Terre - Lune
    4. Lune - Terre - Soleil
    Réponse

    Soleil - Terre - Lune

  4. Pourquoi ne faut-il JAMAIS regarder directement une éclipse solaire ?

    1. Ça fait mal aux yeux temporairement
    2. Ça peut causer la cécité définitive
    3. C'est interdit par la loi
    4. On ne voit rien
    Réponse

    Ça peut causer la cécité définitive

Vidéos pour approfondir

Les éclipses de Soleil : astronomie et optique collège (niveau 5ème ...
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