|
Activité sur le «pouvoir séparateur» d'un satellite. |
Utilisation d'Internet, en sciences physiques, avec les élèves de seconde . |
Activité sur le «pouvoir séparateur» d’un satellite
A propos de la partie du programme relative à l’«Exploration de l’espace», et plus particulièrement sur la mesure des grandes longueurs, on peut aborder le problème de la précision de l’instrument de mesure.
En particulier on peut poser la question aux élèves :
«Quelle est la plus petite distance que peuvent «mesurer» les satellites NOAA ?»
Pourquoi NOAA ? Parce qu’on peut, à tout moment, obtenir l’image de la France envoyée par ces satellites sur le site de l’université de Strasbourg : http://www-grtr.u-strasbg.fr/index.shtml.
Que sont les satellites NOAA ? Des satellites américains (National Oceanic and Atmospheric Administration) à orbite polaire qui observent la Terre à environ 850 km d'altitude. Ils sont hélio synchrones, c’est à dire qu’ils passent toujours au dessus d’un même point de la Terre à la même heure de la journée.
Voici l’image de la France prise par le satellite NOAA-15 le 18 juin 2000 à 9h 42 (heure de Paris).
Ce satellite, en transmettant des images, se comporte comme un instrument de mesure. Quelle est la précision des mesures prises par «NOAA-15», c’est à dire la plus petite distance qu’il peut mesurer, c’est à dire encore la taille du plus petit détail qu’il peut observer ?
Pour répondre à la question, de diverses façons, voici :
1°) Des agrandissements successifs d’une partie de l’image correspondant au lac Léman :
|
|
|
2°) Un traitement de l’image agrandie pour «délimiter les seuils»
3°) Un extrait du site du lycée Anna de Noailles d’Evian :
 |
LES CARACTERISTIQUES DU LAC :
|
On peut éventuellement se référer à un atlas ou à une carte routière…
4°) La réponse à la question ?
On peut trouver une réponse à la question posée sur le site : http://www.chez.com/satellites/fr/noaa.html
En particulier dans la phrase :
«Ils sont équipés de l'AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer), radiomètre à balayage à très haute résolution, qui permet une restitution des détails de l'ordre de 1 à 4 km (1,1 km à la verticale du satellite). Cet instrument balaye une fauchée d'environ 3000 km de large…»
Cette adresse est à faire trouver par les élèves à l'aide d'un moteur de recherche afin qu'ils puisse vérifier leur résultat.
On pourra alors les fair réfléchir au problème de la "restitution des détails qui varie de 1,1 km (à la verticale, c'est à dire sous une incidence normale) à 4 km (sous une incidence de atan(1500/850) = 60°). Le parallaxe est au programme de seconde.
5°) Comparaison des pouvoirs séparateurs d’un satellite NOAA et de l’œil humain
On peut aussi définir le pouvoir séparateur d'un «instrument d'optique», le faire calculer et le comparer à celui de l'oeil humain :
On appelle «pouvoir séparateur» d’un «instrument optique d’observation», le
rapport entre la plus petite distance observable (la taille du plus petit détail) et la
distance qui sépare l’«instrument optique d’observation» de l’objet
observé.
a) Calculer l’ordre de grandeur du pouvoir séparateur du satellite NOAA-15.
b) En plaçant une règle graduée (au millimètre) devant soi et en prenant le recul nécessaire pour ne plus distinguer les graduations millimétriques, calculer l’ordre de grandeur du pouvoir séparateur d’œil.
c) Comparer les deux valeurs.
d) En cherchant ce à quoi servent les satellites NOAA, expliquer pourquoi leur pouvoir séparateur est suffisant comparé à celui de l’œil humain.
|
Jean-Marie
DEROUARD |
Jm.derouard@wanadoo.fr