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Est-ce que quelqu'un sait comment trouver un emplacement en utilisant :
- la direction de l'ombre par rapport à la normale (par exemple l'angle d'azimut)
- l'heure universelle (UT) et la date
J'ai une image satellite et je connais le nord, l'heure et la date. L'un des indices que je peux utiliser est, par exemple, dans l'hémisphère nord, la direction de l'ombre est le nord.
Quelqu'un saurait-il s'il était possible, et comment, de calculer l'emplacement en fonction de ces paramètres ?
Un logiciel de planétarium, tel que Stellarium, ou un logiciel de calcul astronomique tel que pyephem peut calculer la position exacte du soleil à n'importe quelle date, heure et lieu. Il s'agit alors de trigonométrie simple pour calculer la longueur d'une ombre :
si le soleil est à $ heta$ degrés au-dessus de l'horizon, un bâtiment vertical de hauteur $h$ projettera une ombre sur un sol horizontal de longueur $frac{h}{ an( heta)}$.
Comment trouver une direction à l'aide du soleil et des étoiles
(1) Si vous n'avez pas de boussole, vous pouvez utiliser le soleil pour trouver le nord vrai approximatif (et du nord, toute autre direction). La méthode expliquée ci-dessous peut être utilisée chaque fois que le soleil brille suffisamment pour qu'un bâton planté dans le sol projette une ombre (fig. 2-2).
- Étape 1: Enfoncez le bâton dans le sol à un endroit assez plat et sans brosse où une ombre distincte sera projetée. Le bâton n'a pas besoin d'être incliné verticalement pour obtenir une ombre plus pratique, en taille ou en direction, n'altère pas la précision de la méthode de pointe de l'ombre.
- Étape 2: Marquez l'ombre Astuce avec une petite cheville, un bâton, une pierre, une brindille, votre doigt, un trou dans la neige ou d'autres moyens. Attendez que la pointe de l'ombre bouge de quelques centimètres — à l'aide d'un bâton de 1 mètre, 10 à 15 minutes devraient suffire.
- Étape 3: Marquez la nouvelle position de la pointe de l'ombre.
- Étape 4: Tracez une ligne droite du premier rocher au deuxième rocher et prolongez-la d'environ un pied au-delà du deuxième rocher.
- Étape 5: Tenez-vous debout avec la pointe de la la gauche pied au premier rocher et l'orteil du droite à la fin de la ligne que vous avez tracée.
(b) Vous êtes maintenant face au nord. Trouvez d'autres directions en rappelant leur relation au nord. Pour marquer les directions au sol (comme dans le but d'orienter les autres), tracez une ligne à travers la première ligne, formant une croix et marquez les directions.
(c) Règle de base de la direction. Si jamais vous ne savez pas si vous devez placer le pied gauche ou le pied droit sur le premier rocher (voir l'étape 5 ci-dessus), souvenez-vous de cette règle de base pour distinguer l'est de l'ouest :
Le soleil se lève à l'est et se couche à l'ouest (mais rarement plein est et plein ouest). La pointe de l'ombre bouge exactement à l'opposé. Par conséquent, la première marque de pointe d'ombre est toujours dans la direction ouest et la deuxième marque dans la direction est, PARTOUT sur terre.
(2) Une montre ordinaire peut être utilisée pour déterminer le nord vrai approximatif (fig. 2-3). Dans la zone tempérée nord uniquement, l'aiguille des heures est pointée vers le soleil. Une ligne nord-sud se trouve à mi-chemin entre l'aiguille des heures et 12 heures. Ceci s'applique à l'heure normale. Pour l'heure d'été, la ligne nord-sud se trouve à mi-chemin entre l'aiguille des heures et 1 heure. S'il y a le moindre doute quant à l'extrémité de la ligne qui se trouve au nord, rappelez-vous que le soleil est au nord, rappelez-vous que le soleil est dans la partie orientale du ciel avant midi et dans la partie ouest l'après-midi. La montre peut également être utilisée pour déterminer la direction dans la zone tempérée sud. Cependant, il est utilisé un peu différemment. Douze heures sont pointées vers le soleil, et à mi-chemin entre 12 heures et l'aiguille des heures sera une ligne nord-sud. À l'heure d'été, la ligne nord-sud se situe à mi-chemin entre l'aiguille des heures et 1 heure. Les zones tempérées s'étendent de la latitude 23 1/2° à 66 1/2° dans les deux hémisphères. Par temps nuageux, placez un bâton au centre de la montre et tenez-le de manière à ce que l'ombre du bâton tombe le long de l'aiguille des heures. La moitié de la distance entre l'ombre et 12 heures est au nord.
2. Trouver la direction la nuit
La direction peut être déterminée par d'autres moyens qu'une boussole :
(1) Pour trouver l'étoile polaire, cherchez la Grande Ourse. Les deux étoiles au bout du bol sont appelées les « pointeurs ». En ligne droite à partir des "pointeurs" se trouve l'étoile polaire (à environ cinq fois les points). La Grande Ourse tourne lentement autour de l'étoile polaire et n'apparaît pas toujours dans la même position (fig. 2-4). La constellation de Cassiopée peut également être utilisée. Ce groupe de cinq étoiles brillantes a la forme d'un M (ou W, lorsqu'il est bas dans le ciel). L'étoile polaire est tout droit sortie de la Grande Ourse. Cassiopée tourne également lentement autour de l'étoile polaire et est toujours presque directement en face de la Grande Ourse. Sa position, face à la Grande Ourse, en fait une aide précieuse lorsque la Grande Ourse est basse dans le ciel, éventuellement hors de vue à cause de la végétation ou des reliefs élevés.
(2) Au sud de l'équateur, la constellation de la Croix du Sud vous aidera à localiser la direction générale du sud et, à partir de cette base, toute autre direction. Ce groupe de quatre étoiles brillantes a la forme d'une croix inclinée d'un côté. Les deux étoiles formant le grand axe, ou tige, de la croix sont appelées les « pointeurs ». Du pied de la croix, prolongez la marche de cinq fois sa longueur jusqu'à un point imaginaire (fig. 2-5). Ce point est la direction générale du sud. À partir de ce point, regardez droit vers l'horizon et sélectionnez un point de repère.
3. Déterminer le temps
La méthode Shadow-Tip précédemment décrite (fig. 2-2) peut également être utilisée pour trouver l'heure approximative de la journée, comme suit :
(1) Déplacez le manche jusqu'à l'intersection de la ligne est-ouest et de la ligne nord-sud, et placez-le verticalement dans le sol. La partie ouest de la ligne indique 0600 heures et la partie est est 1800, N'IMPORTE O sur terre, car la règle de base, décrite en 1c dans “Trouver la direction par jour” ci-dessus s'applique toujours.
(2) La ligne nord-sud devient maintenant la ligne de midi. L'ombre du bâton est une aiguille des heures dans l'horloge à ombre et avec elle, vous pouvez estimer l'heure en utilisant la ligne de midi et la ligne de 6 heures comme guides (fig. 2-6). Selon votre emplacement et la saison, l'ombre peut se déplacer soit dans le sens des aiguilles d'une montre ou alors dans le sens antihoraire, mais cela ne modifie pas votre manière de lire l'horloge d'ombre.
(3) L'horloge d'ombre n'est pas une pièce d'horlogerie au sens ordinaire du terme. Il fait chaque jour 12 "heures" inégales et indique toujours 0600 au lever du soleil et 1800 au coucher du soleil. Cependant, il fournit un moyen satisfaisant de donner l'heure en l'absence de montres (ce qui est le cas habituel des prisonniers de guerre évadés) ou de montres correctement réglées. Être capable d'établir l'heure de la journée est important à des fins telles que le maintien d'un rendez-vous, une action concertée préétablie par des personnes ou des groupes séparés, l'estimation de la durée restante de la lumière du jour, etc. L'heure d'ombre de douze heures est toujours vraie à midi, mais l'espacement des autres heures, par rapport à l'heure conventionnelle, varie quelque peu avec la localité et la date.
(4) La méthode de veille (fig. 2-3) peut très sérieusement être erronée, surtout dans les basses latitudes, et peut provoquer des « tournements ». Pour éviter cela, réglez votre montre sur l'heure de l'horloge fantôme, puis utilisez la méthode de la montre. Cela élimine l'attente de 10 minutes requise pour effectuer une lecture de la pointe de l'ombre pour la direction et vous permet ainsi de prendre autant de lectures instantanées que nécessaire pour éviter « tourner en rond ». Après avoir voyagé pendant environ une heure, vérifiez la lecture de l'horloge fantôme et réinitialisez votre montre si nécessaire.
(5) La direction obtenue par cette méthode de montre modifiée est la même que celle de la méthode de pointe d'ombre régulière à l'aide d'un bâton. C'est-à-dire que le degré de précision des deux méthodes est identique.
RADIOSONDES
W.F. Dabberdt, . V. Antikainen , dans Encyclopédie des sciences de l' atmosphère , 2003
Méthodes radiothéodolite et radar
Une autre technique de suivi utilisée pour déterminer les vents est appelée radiogoniométrie ou RDF. Pendant la Seconde Guerre mondiale, l'US Army Signal Corps a développé le premier système RDF, appelé SCR-658. Ce système fonctionnait à 400 MHz et utilisait deux opérateurs distincts pour diriger un grand réseau d'antennes afin de déterminer la direction de l'émetteur de la radiosonde. Une antenne radiogoniométrique plus moderne suit automatiquement le signal de télémétrie 1680 MHz transmis par la radiosonde. Les données d'azimut et d'élévation de l'antenne sont envoyées à un ordinateur de la station au sol avec les données de hauteur de pression de la radiosonde pour déterminer le changement de position de la radiosonde (vents) pendant le vol. La technique RDF (Figure 5) est l'équivalent radiofréquence de la méthode du théodolite optique, et le système de poursuite est appelé radiothéodolite. Il existe différents types d'antennes RDF, notamment des antennes paraboliques de 2 à 3 m de diamètre et des antennes à plaques plates à déphasage. Les systèmes RDF peuvent résoudre les angles d'azimut et d'élévation à 0,05° près. Si les vents en altitude sont forts, la radiosonde sera éloignée, ce qui entraînera un angle d'élévation de l'antenne proche de l'horizon. Aux stations qui subissent des vents violents, les radiosondes peuvent être équipées d'un transpondeur pour mesurer la distance oblique ou la distance par rapport à la radiosonde. Les vents peuvent ensuite être déterminés à l'aide de l'azimut, de l'élévation, de la distance oblique et de la hauteur de la radiosonde. Une méthode similaire pour suivre la radiosonde utilise un réflecteur radar sur le train de vol du ballon afin qu'il puisse être suivi par un radar éolien. La distance oblique par rapport à la radiosonde est mesurée par le radar ainsi que les angles d'azimut et d'élévation. La recherche du vent par radar est une méthode courante utilisée dans de nombreux pays du monde en 1998, environ 45 % des stations utilisaient le radar, comme indiqué dans Oakley (1998) .
Graphique 5 . Système de suivi dépendant de l'angle.
Dans les réseaux en altitude russes et chinois, une méthode de combinaison RDF-transpondeur est utilisée, appelée radar secondaire. Quelque 200 systèmes de ce type sont déployés dans le monde. L'antenne RDF parabolique ou matricielle émet une courte impulsion qui est reçue par la radiosonde. La radiosonde se « réveille » alors et retransmet l'impulsion en transmettant les données de température et d'humidité, qui sont reçues par l'antenne RDF au sol. L'azimut et les angles d'élévation de l'antenne RDF sont mesurés et la distance oblique est déterminée à partir du temps de trajet de l'impulsion. Les systèmes radar secondaires utilisent des radiosondes qui n'ont pas de capteur de pression. La pression est calculée à partir de l'équation hydrostatique.
À propos de cet article
Pour déterminer la direction à l'aide du soleil, fabriquez une tige solaire pour lire les ombres. Pour votre tige solaire, trouvez un bâton, un poteau ou une branche aussi droit que possible et d'environ 3 pieds de long. Emmenez-le dans un endroit plat qui reçoit un bon ensoleillement et enfoncez-le dans le sol afin qu'il forme un angle de 90 degrés par rapport à la terre. Lorsque le soleil se lève, marquez l'endroit sur le sol où votre tige solaire projette sa première ombre, qui pointera directement vers l'ouest. Attendez 15 minutes et marquez la nouvelle position de l'ombre. Tracez une ligne droite entre vos 2 marques pour trouver votre ligne est-ouest. Pour faire face au nord, placez-vous sur la ligne que vous avez tracée, avec votre première marque à votre gauche et la deuxième à votre droite. Pour apprendre à lire la direction en utilisant le soleil au cours des différentes saisons, continuez à lire !
Méthode de l'ombre du soleil
- Débarrassez une zone plate de la saleté ou du sable. L'herbe fonctionnera, mais pas aussi bien.
- Trouvez un bâton d'environ 2 ou 3 pieds de long et enfoncez-le dans le sol pour qu'il se lève.
- Prenez un autre petit bâton ou caillou et placez-le exactement au bout de la ligne d'ombre.
- Mangez un bar ou détendez-vous pendant une demi-heure.
- Placez un autre bâton ou caillou à la fin de la nouvelle ombre. Si vous avez le temps, attendez encore 1/2 heure et recommencez.
- La ligne entre les deux cailloux s'étend dans la direction est-ouest, la première marque étant à l'ouest et la seconde à l'est.
- Si vous êtes dans l'hémisphère nord, la direction nord est perpendiculaire à la ligne est-ouest s'éloignant du soleil. (Dans l'hémisphère sud, cette ligne qui s'éloigne du soleil pointe vers le sud.)
Une variante intéressante de ceci est que cela fonctionne bien la nuit avec une lune brillante aussi !
- Nettoyez une zone plane de la saleté ou du sable. L'herbe fonctionnera, mais pas aussi bien.
- Trouvez un bâton d'environ 2 ou 3 pieds de long et enfoncez-le dans le sol pour qu'il se lève.
- Procurez-vous un morceau de ficelle ou de corde ou un bâton de la longueur de l'ombre actuelle.
- Demandez à votre ami de tenir la ficelle à la base du bâton d'ombre pendant que vous grattez un cercle dans la terre autour du bâton d'ombre en utilisant la ficelle comme guide de rayon.
- Marquez l'endroit où l'ombre frappe actuellement le cercle.
- Allez pêcher, dormez ou perdez environ une heure.
- Vérifiez l'ombre et remarquez qu'elle est plus courte et s'est déplacée vers l'est. Continuez à vérifier l'ombre jusqu'à ce qu'elle soit à nouveau assez longue pour toucher le cercle. Cela peut prendre une heure ou 6 heures, selon l'heure à laquelle vous l'avez configuré.
- Tracer une ligne entre le point d'ombre d'origine et l'ombre actuelle sera d'ouest en est.
- Si vous êtes dans l'hémisphère nord, la direction cardinale Nord est perpendiculaire à la ligne est-ouest s'éloignant du soleil. (Dans l'hémisphère sud, cette ligne qui s'éloigne du soleil pointe vers le sud.)
- Deux points d'ombre à la même distance du bâton d'ombre formeront une ligne est-ouest.
Mesurer les ombres
Déterminer le modèle (longueur et direction) des ombres projetées par la lumière du soleil pendant une période de plusieurs mois et développer une interprétation des modèles et variations quotidiens et saisonniers observés.
Le contexte
Dans la plupart des cas, le changement ne devrait pas être enseigné comme un sujet distinct. À chaque occasion tout au long de l'année scolaire, le thème du changement doit être évoqué dans le contexte de la science, des mathématiques ou de la technologie étudiée. Dans les premières années, les enfants devraient être encouragés à observer le changement et à le décrire. Une fois qu'ils ont une variété d'expériences avec le changement, ils sont prêts à commencer à penser de manière plus abstraite aux modèles de changement. (Points de repère pour la littératie scientifique, p. 271.)
Au collège, les élèves peuvent rechercher des modèles plus sophistiqués, notamment des taux de changement et des modèles cycliques. Ces activités doivent être intégrées dans un cadre visant à essayer de comprendre le monde qui nous entoure et à réaliser que certaines observations doivent être effectuées sur de longues périodes de temps afin de voir les modèles et de développer des interprétations qui les expliquent.
Les activités associées à ces objectifs peuvent occuper une année scolaire entière, mais, à l'exception des discussions sur les résultats et les interprétations, très peu de temps de classe doit être consacré à un jour particulier. On peut rappeler aux élèves que l'étude des planètes et des étoiles prend beaucoup de temps parce que les changements sont graduels et non sous contrôle humain.
Motivation
Discutez en classe de ce que les élèves savent des directions dans lesquelles tombent les ombres à divers moments de la journée, essayez de leur faire rappeler que les ombres ne tombent généralement que dans un demi-cercle qui fait toujours face à peu près dans la même direction. Peut-être se souviendront-ils que la mousse ne pousse que sur un seul côté d'un arbre, le côté ombragé.
Demandez aux élèves de réfléchir dans leur cahier autour de la question suivante : Comment les ombres projetées par la lumière du soleil changent-elles au cours de la journée ?
Développement
La chose la plus difficile à trouver pour cette activité peut être un espace ouvert qui est ensoleillé toute la journée à toutes les saisons de l'année, qui est facilement accessible depuis la salle de classe, et où les dispositifs de suivi des ombres peuvent être laissés intacts toute la journée.
Les dispositifs de suivi des ombres, un pour chaque groupe coopératif (s'il y a suffisamment d'espace pour eux), peuvent être fabriqués à partir d'un matériau rigide comme un panneau d'affichage en mousse d'un demi-pouce d'épaisseur. Les pièces d'environ 50 x 75 cm (2 x 3 pieds) sont de bonne taille.
Utilisez un connecteur Tinkertoy rond et un bâton Tinkertoy d'environ 18 à 20 cm de long (ou une paire équivalente) comme objet dont l'ombre sera projetée. Insérez le bâton dans le trou au centre du connecteur et assurez-vous qu'il est bien en place.
Marquez un endroit sur le panneau d'affichage à environ 8 cm du bord d'un des côtés longs et au milieu du côté où vous placerez l'objet. Utilisez de la colle à caoutchouc ou une autre colle qui maintiendra le connecteur sur le panneau d'affichage, mais permettra de l'enlever entre les utilisations, de sorte que l'appareil soit plus facile à ranger.
Recouvrez le panneau d'affichage d'une feuille de papier journal, de papier d'emballage ou d'un autre papier suffisamment grand pour y faire une fente ou laissez un espace dans le papier pour contourner le connecteur collé au panneau. Utilisez du ruban adhésif pour fixer le papier au tableau et faites des marques sur le tableau et le papier pour montrer l'orientation et l'emplacement exacts du papier.
Commencez à prendre des mesures le plus tôt possible dans la journée. Réglez le niveau de la planche dans la zone ensoleillée et trouvez un moyen de marquer son emplacement et son orientation exacts, afin qu'il puisse être reproduit les jours suivants. (Un compas magnétique peut être utilisé pour orienter le tableau dans une direction particulière, mais ce n'est pas nécessaire. À un moment donné, connaître l'orientation nord-sud du tableau peut être utile, mais cela peut être déterminé à tout moment.)
L'objet dont l'ombre va être projetée doit être du côté d'où viendra le soleil vers midi. Utilisez un crayon pour marquer la pointe de l'ombre du bâton Tinkertoy et écrivez l'heure de la mesure à côté de la marque. Répétez cette procédure de marquage plusieurs fois au cours de la journée, en prenant la dernière mesure le plus tard possible dans l'après-midi.
Après la dernière mesure, emmenez l'appareil à l'intérieur. Retirez délicatement le papier et rangez le tableau et l'objet d'ombre. Sur le papier, tracez des lignes à partir de l'endroit où l'objet était monté jusqu'à la pointe de chaque ombre. Mesurez la longueur de chaque ligne et, avec un rapporteur, l'angle que chaque ligne fait avec une ligne perpendiculaire au côté long de la planche et passant par l'endroit où l'objet a été monté.
Faites un tableau des temps, des longueurs de lignes et des angles pour ces données. Assurez-vous de dater à la fois votre papier de données et votre table.
Discutez des résultats en classe. Si plus d'un graphique d'ombre a été créé, discutez des similitudes et des différences. Si les planches n'étaient pas toutes orientées de la même manière par rapport à la direction nord-sud, les différences dans les mesures d'angle devraient être un sujet intéressant pour cette discussion.
Répétez cette activité plusieurs fois dans l'année. Enregistrez toutes les données (les papiers sur lesquels les longueurs et les angles des ombres sont mesurés) tout au long de l'année. Après chaque série de mesures, consacrez du temps en classe à en discuter et à faire des comparaisons avec les résultats précédents. Encouragez les élèves à trouver des façons de présenter les résultats dans des formats qui rendent les modèles évolutifs plus évidents. Une discussion intéressante pourrait avoir lieu sur les données avant et après le passage à l'heure d'été et/ou à l'heure d'été.
Tout en gardant des journaux d'ombre pour déterminer d'autres modèles dans le mouvement apparent du soleil, un enregistrement quotidien de l'heure du lever et du coucher du soleil doit également être conservé. Ces données sont disponibles dans les journaux quotidiens, certaines prévisions météorologiques de radio/TV et à l'US Naval Observatoire : Données complètes du Soleil et de la Lune pour un jour
Évaluation
En petits groupes coopératifs, demandez aux élèves d'utiliser des balles, des ballons, des lampes, etc. pour créer et démontrer des modèles du mouvement de la terre et du soleil qui expliqueront les motifs dans les ombres qu'ils ont observés. Les modèles doivent expliquer les changements de longueur et d'angle des ombres au cours d'une journée, et les changements de longueur et d'angle à la même heure de la journée tout au long de l'année.
Au cours de la discussion, assurez-vous que les élèves réalisent que les modèles héliocentriques et géocentriques peuvent expliquer ces résultats. Demandez aux élèves quelles autres expériences aideraient à faire un choix entre les deux modèles.
Rallonges
Cette leçon peut conduire à d'autres explorations dans de nombreux domaines de contenu différents. Cela peut conduire à une étude plus approfondie du système solaire ou à d'autres explorations de dispositifs de mesure du temps tels que les cadrans solaires. Ces activités peuvent également être reliées aux concepts liés à l'énergie solaire.
En petits groupes coopératifs, demandez aux élèves de concevoir et de construire des appareils qui indiqueront l'heure (heures et quarts d'heure) pendant la partie ensoleillée de la journée et sont basés sur leurs observations des ombres tout au long de l'année. Leur explication des principes derrière les dispositifs qu'ils construisent doit être directement liée à leurs données, et non aux explications des manuels sur les cadrans solaires et dispositifs similaires.
La page Voir les ombres du site Web @rt Junction présente une activité intéressante dans laquelle les enfants utilisent leurs compétences d'observation pour se concentrer sur les ombres et appliquer leurs observations à la photographie.
NASA Educators, qui fait partie du site Web de la National Aeronautics and Space Administration, est une ressource aéronautique et spatiale pour les éducateurs. Ici, vous pouvez accéder à des services éducatifs, du matériel pédagogique et des réponses aux questions fréquemment posées. Les éducateurs peuvent également en savoir plus sur les produits éducatifs de la NASA à vendre et obtenir des liens vers des sites Internet connexes de la NASA.
Méthode bâton et ombre
Pour cette méthode, vous aurez besoin d'un long bâton et de quelques pierres pour placer des marqueurs. Le soleil doit être dehors et visible pour que cette méthode fonctionne. Vous pouvez regarder la vidéo ci-dessous ou consulter mon guide étape par étape pour plus d'informations.
- Planter le bâton. Vous pouvez utiliser presque n'importe quelle longueur, mais la longueur minimale doit être d'au moins 30 cm (celle d'une règle). Plantez le bâton quelque part où il sera exposé au soleil pour projeter une ombre. Il doit également être planté à un angle de 90°.
- Placer le premier marqueur. Marquez la pointe de la première ombre avec une pierre ou un autre bâton plus court. Vous pouvez utiliser n'importe quoi comme marqueur tant que le vent ne l'emportera pas.
- Attendre 10-15 minutes. Attendez au moins 10 minutes, ce qui donnera au soleil le temps de bouger pour que la position de l'ombre bouge également. Maintenant, placez un deuxième marqueur sur la pointe de l'ombre.
- Reliez les deux marqueurs. Vous pouvez utiliser l'aide d'un autre bâton pour relier les deux points qui indiqueront les extrémités est et ouest.
- Trouver le vrai nord. Maintenant que vous savez où se trouvent l'est et l'ouest, il vous sera plus facile de localiser l'emplacement du nord géographique. Vous pouvez également mettre un autre bâton à 90° avec le bâton qui relie les deux marqueurs.
L'amas d'étoiles le plus proche
Maintenant que la Grande Ourse nous a dit quelle direction est le nord et quelle heure il est, apprenons-en un peu plus sur ses étoiles. Alors que nous désignons souvent les parties de la Grande Ourse par leurs noms représentatifs (le manche, le bol et les pointeurs), saviez-vous que les sept étoiles de la Grande Ourse ont des noms ? En partant de l'étoile d'extrémité de la poignée et en se déplaçant vers l'arrière, le bas et l'avant du bol, les étoiles sont nommées Alkaid, Mizar, Alioth, Megrez, Phecda, Merak et Dubhe. Toutes les étoiles ci-dessus, à l'exception des deux extrémités extrêmes (Alkaid et Dubhe) sont membres de ce qu'on appelle le Ursa Major Moving Group. Ces étoiles se sont très probablement formées dans la même nébuleuse et voyagent toutes ensemble à travers la galaxie. Cela fait de la Grande Ourse l'amas d'étoiles le plus proche de nous.
Méthode de l'ombre du soleil
- Débarrassez une zone plate de la saleté ou du sable. L'herbe fonctionnera, mais pas aussi bien.
- Trouvez un bâton d'environ 2 ou 3 pieds de long et enfoncez-le dans le sol pour qu'il se lève.
- Prenez un autre petit bâton ou caillou et placez-le exactement au bout de la ligne d'ombre.
- Mangez un bar ou détendez-vous pendant une demi-heure.
- Placez un autre bâton ou caillou à la fin de la nouvelle ombre. Si vous avez le temps, attendez encore 1/2 heure et recommencez.
- La ligne entre les deux cailloux est orientée est-ouest, la première marque étant à l'ouest et la seconde à l'est.
- Si vous êtes dans l'hémisphère nord, la direction nord est perpendiculaire à la ligne est-ouest s'éloignant du soleil. (Dans l'hémisphère sud, cette ligne qui s'éloigne du soleil pointe vers le sud.)
Une variante intéressante de ceci est que cela fonctionne bien la nuit avec une lune brillante aussi !
- Débarrassez une zone plate de la saleté ou du sable. L'herbe fonctionnera, mais pas aussi bien.
- Trouvez un bâton d'environ 2 ou 3 pieds de long et enfoncez-le dans le sol pour qu'il se lève.
- Procurez-vous un morceau de ficelle ou de corde ou un bâton de la longueur de l'ombre actuelle.
- Demandez à votre ami de tenir la ficelle à la base du bâton d'ombre pendant que vous grattez un cercle dans la terre autour du bâton d'ombre en utilisant la ficelle comme guide de rayon.
- Marquez l'endroit où l'ombre frappe actuellement le cercle.
- Allez pêcher, dormez ou gaspillez environ une heure.
- Vérifiez l'ombre et remarquez qu'elle est plus courte et s'est déplacée vers l'est. Continuez à vérifier l'ombre jusqu'à ce qu'elle soit à nouveau assez longue pour toucher le cercle. Cela peut prendre une heure ou 6 heures, selon l'heure à laquelle vous l'avez configuré.
- Tracer une ligne entre le point d'ombre d'origine et l'ombre actuelle sera d'ouest en est.
- Si vous êtes dans l'hémisphère nord, la direction cardinale Nord est perpendiculaire à la ligne est-ouest s'éloignant du soleil. (Dans l'hémisphère sud, cette ligne qui s'éloigne du soleil pointe vers le sud.)
- Deux points d'ombre à la même distance du bâton d'ombre formeront une ligne est-ouest.
Étape 8 : Adapter le cadran solaire à N'IMPORTE QUELLE latitude
Adapter cette conception à N'IMPORTE QUELLE latitude est relativement facile, mais cela aide à comprendre les principes sous-jacents.
Lorsque nous sommes dans l'hémisphère nord sur Terre, la rotation du ciel face au nord est dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Les étoiles et autres objets célestes semblent tous faire le tour du pôle nord céleste près de l'emplacement de l'étoile Polaris. Lorsque nous regardons vers le sud, les objets célestes s'élèvent le long de la moitié est de l'horizon et se fixent le long de la moitié ouest de l'horizon. Les étoiles suivent une trajectoire circulaire autour du pôle Sud céleste même si notre situation dans l'hémisphère nord nous empêche de le voir directement. Le Soleil suit cet arc général d'est en ouest dans son mouvement quotidien. Depuis l'hémisphère nord, le Soleil se lève à gauche du sud et se couche à droite du sud. L'ombre du Soleil se déplace d'ouest en est, ou de gauche à droite si vous êtes face au nord. Bien sûr, la raison pour laquelle nous voyons ce mouvement est à cause de la rotation de la Terre. Vu du dessus du pôle Nord, la Terre semblerait tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
Depuis l'hémisphère sud, vous observez le même mouvement sous un angle différent. Si vous regardez vers le nord, les étoiles se déplacent dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour du Nord céleste. Bien sûr, vous ne pouvez pas voir le pôle nord céleste directement parce que la Terre le bloque de la même manière que le pôle sud céleste est bloqué par la Terre lorsque vous êtes dans l'hémisphère nord. En regardant vers le sud, les observateurs de l'hémisphère sud observeraient des étoiles tournant dans le sens des aiguilles d'une montre autour du pôle sud céleste.
Pour tout observateur qui peut voir un lever et un coucher de soleil, le Soleil se lève généralement dans la moitié est du ciel et se couche dans la moitié ouest du ciel. Dans l'Arctique et l'Antarctique, il y a des jours où le Soleil ne se couche jamais. Le mouvement du Soleil est toujours d'est en ouest mais dans un cercle au-dessus de l'horizon. Cependant, pour les observateurs de l'hémisphère sud, la trajectoire du Soleil sera au nord de l'observateur. Lorsque vous faites face au nord, le soleil semblera se lever à droite du nord et se coucher à gauche du nord.
Connaître toutes ces choses signifie que nous devons apporter des modifications mineures à notre cadran solaire :
- Tout comme avant, le gnomon devrait tracer une ligne qui relie les pôles célestes nord et sud. Pour tous les observateurs, cela signifie que l'angle entre l'horizon et le gnomon est votre latitude.
- Dans l'hémisphère sud, nous alignons le cadran solaire de sorte que le haut du gnomon pointe vers le pôle sud céleste. Comme il n'y a pas d'étoile comme Polaris avec laquelle aligner le gnomon, l'utilisation d'une boussole ou d'un cercle d'ombre serait une alternative naturelle. L'utilisation d'un cercle d'ombre pour déterminer la direction est simple et fonctionne partout. Placez un bâton vertical dans le sol le matin et dessinez un cercle autour. Marquez les deux endroits où l'ombre du bâton frappe l'anneau. La ligne entre les deux points est directement d'ouest en est, donc la direction du nord est perpendiculaire à cette ligne.
- Les chiffres sur les cadrans solaires de l'hémisphère sud vont de droite à gauche au lieu de gauche à droite. Midi est toujours au même endroit, mais 11 h 00 est à 15 degrés à DROITE du midi sur le cadran équatorial au lieu de 15 degrés à gauche de midi comme dans la conception originale.
Pour aider à visualiser tout cela, j'ai inclus quelques images supplémentaires avec cette note. Notez dans la première image comment tous les cadrans solaires s'alignent entre les pôles célestes nord et sud. La seule différence est la direction dans laquelle vous faites face lorsque vous les observez. Les flèches pointant vers le Zénith (l'emplacement directement au-dessus de la tête) de chaque observateur devraient vous aider à visualiser comment cela apparaîtrait à partir de différents endroits sur Terre. La deuxième image, espérons-le, aide à mettre tout cela en perspective. Les cadrans solaires sont une projection de la rotation de la Terre, et les cadrans solaires équatoriaux sont alignés de telle sorte que l'ombre suit la rotation de la Terre.