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Etude de la Lune

=== Datation des cratères de la Lune

 
Créé par Emmanuel Rollinde dans le cadre d'un mémoire de master de didactique en 2013, et testé en classe de seconde avec Philippe Jeanjacquot
 
Objectifs : Initier une démarche de réflexion sur le problème de l’évolution du système solaire à travers la datation des cratères de la Lune. Ce thème permet un travail sur les questions de statistiques et d’uniformité, de densité, de comparaison entre différentes échelles de temps, de manipulation de graphes – création, tests de cohérence, interpolation. Mettre en valeur l’importance du langage, et la distinction entre un monde empirique (les objets manipulés ; ici, l’image, les cratères, les impacts d’astéroïde) et le monde des modèle et théories (ici, flux d’astéroïdes, datation par échantillons radioactifs, évolution temporelle du système solaire).

Documents explicatifs 

Résumé du mémoire
Explication du contexte scientifique
Cadre théorique de modélisation
Transposition du contenu scientifique
Explication du déroulé de la séquence
 
 
Texte de la séquence : document word ou pdf.
 

Archives des images : archive 

 

=== Mesure de distance sur la Lune

Telecharger l'image : lune_humboldt_hr.jpg (283.88 Kb)

Prise en main du logiciel SalsaJ :Ouvrir le logiciel SalsaJ (logiciel de physique) / menu ouvrir openune image / rechercher l'image téléchargée. Une image de la surface lunaire s’est ouverte ; c’est une image monochrome codée sur 8 bits.

➢ Quand on déplace la souris (de l’ordinateur) au-dessus de l’image, la position x,y (en pixels) est affichée en bas à gauche de la barre d’outils SalsaJ. Cela permet de réaliser des mesures de position sur l’image.
Rechercher le point (0,0).

➢ Utiliser le « Zoom (Av/Ar) » zoompour zoomer ou dé-zoomer avec les boutons gauche et droit de la souris. Zoomer pour distinguer les pixels de l’image.

➢ L’outil   permet de « sélectionner » une partie de l’image.

➢ Utiliser les « Déplacements dans le cadre » move pour se déplacer dans l’image. Il est également possible de redimensionner la fenêtre.
 
L’échelle est de 1,70 km/pixel. Ouvrir l’option « Analyse/Indiquer l’échelle »  pour effectuer ce réglage.
Les coordonnées x, y qui apparaissent en bas à gauche de la barre d’outils SalsaJ sont maintenant exprimées dans l’unité fournie, et non plus en pixels.
 
➢ Cliquer sur le bouton « Luminosité & contraste » contrastdans la barre d’outils. Une nouvelle fenêtre s’ouvre. Il est possible d’ajuster la luminosité et les contrastes avec les barres de défilement correspondantes pour modifier le rendu de l’image.
Fermer la fenêtre « Luminosité & contraste ».
 
➢ Cliquer sur l’icône de la « sélection rectiligne » coupe, puis tracez une ligne. L’angle et la longueur (length) apparaissent à côté des coordonnées du pixel. Un clic droit sur la souris permet, en sélectionnant l’option «tracer», de laisser la ligne apparente.
 
Contenu du compte rendu :
 
1. Modifier la luminosité et le contraste. Zoomer pour identifier les structures blanches et les noires de l’image. Où se trouve le Soleil ?
 
schema_lune
 Figure 1
2. Dessiner une corde près du limbe de la Lune. En vous appuyant sur la Figure 1, faîtes les relevés nécessaires pour déduire une valeur du rayon  R  de la Lune  en appliquant la relation ci-dessous :                                                 
 
Diamètre lunaire  = 2 × OA = 2 × R = CD + 0.25*AB^2 × CD 
 
Pour cela, il vous faudra tracer 2 lignes sur l'image (AB et CD). Pour afficher toutes les mesures, utilisez l'instrument "Analyse -> Outils -> Sélections multiples". Après chaque mesure, cliquez sur "Add" pour ajouter la sélection à la liste. Vous pouvez afficher toutes les sélections mémorisées en cliquant sur "Show all" et afficher les mesures relatives (luminosité, angle, longueur) grâce au bouton "Measure".
 
lune-roi
 Figure 2 - Utilisation de l'outil de sélection multiple (ROI Manager)
 
 
 
3. Le cratère de Humboldt se trouve environ aux coordonnées x=1035km et y=1590km. Le trouver et mesurer son diamètre en km. En déduire sa surface en km².
 
4. Dénombrer le nombre de petits cratères de diamètre compris entre 1km et 4km à l’intérieur du cratère de Humboldt.
Utiliser la Figure 3 pour estimer l’âge du cratère de Humboldt, en expliquant votre méthode.
 
terrain_age

Figure 3 -  Densité (nombre de cratères de diamètre, supérieur à 1kpc par km2) en fonction de l’âge absolue en Gyr. 

1 Gyr = 1 milliard d’années

  
NB : tous les résultats numériques seront exprimés en notation scientifique et avec 3 chiffres significatifs.