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Titre: 8 juin, être observé à propos
Auteurs: Anicet Cosialls Manonelles (46), Albert Agraz Sánchez (15), Òscar Puértolas Cabré (16), Kacper Wierzchoś (16).
École: IES Guindàvols, Lleida, Lleida 25191
E-mail: acosialls@pie.xtec.es
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INDEX: |
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Abstract
When we talk about a Transit of Venus, we mean that the Sun, Venus and the Earth, are alienated and in the same PLANO. Then a shadow in the Sun is projected by Venus.
On 8th of June the astronomical observation group went to Artesa de Lleida (a town near Lleida) which position is Latitude = 41,550º; Longitude = 0,700º, and its altitude is of 188 m. There the group took some photos and also took the times of the contacts.
With the images that the group took with a webcam (adapted to the astronomical observation) the group determinates experimentally the period of translation of Venus. The result that the group obtains is of 234 days, this value exceed in a 4 per cent from the value accepted by the International Community Association.
The group also tried to capture images that can prove the presence of atmosphere in Venus. The results are not completely satisfactory.
Anyway, we must say that we have cooperated with different organisations who calculate the distance between Sun and Earth, using our coordenates and the time of the contacts that we took (www.venus04.org).
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Résumé
Les objectifs scientifiques du présent travail sont principalementtrois :le premier est de déterminer expérimentalement la période detransfert de la planète Vénus autour du Soleil ; le deuxièmement, constater l'existence d'atmosphère dans la planète, et s'il est possible de déterminer son épaisseur ; et le tiers, collaborer avec la Communauté scientifique internationale, en partageant les images, les temps de contact et la latitude depuis où on a fait l'observationdu Transit de Vénus. Tout cela à partir des données obtenues expérimentalement dansl'observation astronomique le 8 juin 2004, avec un télescope catadioptrique de seulement de 90 mm de diamètreet une webcam modifiée pour utilisation astronomique reliée à un PCportatif.L'observation astronomique a été effectuée dans un plateau deCuvette de Lleida, commune située à 12 Km. de Lleida, à une altitiud de 188 m, et dans les coordonnées suivantes : Latitude = 41,550º ; Longueur = 0,700º ;A pu être déterminée la période de transfert de Vénus avec uneerreur de de 4%, mais, on n'a pas obtenu d'indices qui démontrent l'existence d'atmosphèreen Vénus.
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Développement
APPROCHE DU PROBLÈME
À partir de l'observation astronomique du Transit de Vénus de du 8juin 2004, effectuée avec un télescope catadioptrique et une Webcam modifiée pour utilisation astronomique reliée à un PC portatif, on prétend répondre aux questions suivantes:
Problème I: Il est possible de déterminer expérimentalement la période de transfert de Vénus autour du Soleil ?
Problema II:Peut-il obtenir des photographies de Vénus dans lesquelles peut-ilapprécier son atmosphère ?
Problema III: Il est possible de déterminer l'épaisseur de son atmosphère?
CONNAISSANCES PRÉALABLES
Dans ce paragraphe ils vont à être expliqués et exposer tous les concepts de base qu'on a besoin de connaître pour pouvoir comprendre l'essence de ce travail, et pour pouvoir sortir bénéfice de lui:
1- Quel est un transit et parce qu'est-il produit?
Un transit est le pas d'une planète oude tout autre astre devant le soleil. Seulement Mercure (il ait évase Fig.1) et Vénus (il ait véaseFig.2) peuvent plus être près du soleil que la terre, par conséquent ils peuvent transiter devant le soleil. La Lune peut aussi le faire, dans ce cas il est appelé éclipsez du soleil.|
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Fig.1 |
Fig.2 |
Comme il a été affirmé avant, dans un transit, un astre passe devant le soleil, (évase Fig.3), un transit ne doit pas être vu localisé dans le même emplacement sur le disque solaire, sa localisation sur ce dépend de notre position dans le Terre comme elle est apprécié dans le Fig.3. Il est avec cette différence de position et avec les différents temps de contact (tout au plus près de l'équateur solaire davantage temps tarde à transiter) avec ce qu'on peut calculer la distance entre le Soleil et le Terre par exemple. Ce qui est perçu depuis le Terre, c'est l'ombre projetée sur le disque solaire par l'astre, ou Mercure (il ait évase Fig.1) ou Vénus (il ait évase Fig.2).
Fig.3
Dans un transit, l'astre fait quatre contacts avec le disque solaire, plutôt propos le fait son ombre (il ait évase Fig.4). Premier et le plus difficile à déterminer est de favoriser contact, c'est le moment où l'astre entame le transit devant le disque solaire, le second contact se produit quand le bord extérieur de l'ombre dell’arte coïncidera avec bord intérieur du disque solaire, le troisième contact se produira quand le bord extérieur de l'ombre de l'astre il touche avec celui du disque solaire en sortant, et finalement, le quatrième contact se produit dans le dernier moment où il brode intérieur de l'ombre de l'astre il fait contact avec le bord dell’arte.
Fig.4
Fig.4 Si les orbites des planètes Mercure, Vénus et le Terre, ils se trouveraient précisément sur le même plan, les transits de ces planètes suis beaucoup davantage de fréquents, de sorte que Mercure soit visible dans ces conditions trois fois pour et à le Vénus un chaque deux ans. Mais ceci n'arrive pas ainsi, les transits de Vénus sont vus plus ou moins une fois chaque 122 an set au bout de 8 années autre fois et le cycle est répété à nouveau, le motif est que ces orbites ne sont pas précisément sur le même plan.IL NE FAUT PAS OUBLIER QUE POURVU QU'ON OBSERVE LE SOLEIL IL FAUT LEFAIRE AVEC LE PROTECTION ADÉQUATE.
2- En faisant un peu d'histoire
Il a été possible de suivre les transits Mercure et de Vénus grâce aux lois qui régissent le mouvement des planètes, ces lois ont été formulées pour la première fois par Johannes Kepler, qui a été celui qui a prédit par fois le premier le transit de Mercure de du 7 novembre de 1631 et de celui de Vénus de du 7décembre d'aussi de 1631.
Le premier transit de Vénus a été observé durant l'année 1639 puisque jusque se on alors connaissance suffisante sur le mouvement planétaire comme pour prédire avec exactitude de tels événements astronomiques. Il ne fait pas beaucoup, les transits de Vénus ont été très importantsdu point de vue scientifique puisqu'ils ont permis de calculer avec exactitude l'Unité Astronomique (distance qu'il y a entre le Soleil et le Terre). Pendant les expéditions des siècles XVIII et XIX on a organisé plusieurs expéditions scientifiques à différents points de le Terre, (dans lesquels le transit était observable) afin de déterminer cette distance. Actuellement les transits planétaires, bien que spectaculaires, ils n'ont pas trop d'importance déjà que cette distance a pu être déterminé au moyen d'autres moyens.
3.-Caractéristiques de Vénus
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Grâce au fait que la planète a fait l'objet d'une quantité démissions spatiales, de nos jours nous disposons des données suivantes: |
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Masse 0,815massas Terrestres Diamètre équatorial 12.102,8 km Densité moyenne 5,25 g/cm³ Période de rotation 243 jours |
Période de transfert 225 jours Distance moyenne au Soleil 0.7233 UA Excentricité Orbitale * 0.0068 Inclination orbitale 3,4 |
* Puisque l'excentricité orbitale est presque nulle, pour faire les calculs nous considérerons que l'orbite est circulaire. |
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4- Physique du Mouvement Circulaire Uniform
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Un Mouvement Circulaire (mc) est un mouvement dans lequel l'objet en mouvement décrit unetrajectoire sous forme de circonférence, par conséquent, il peut être observé que c'est un mouvement dans deux dimensions. Décrire ce phénomène au moyen des coordonnées cartésiennes il estdifficile, c'est pourquoi on utilise un système qui utilise les coordonnéespolaires (fig. 5). Pour donner la position de l'objet selon le système précédent citéon doit donner deux valeurs ; un qui est la distance à à laquelle (r) est l'objet du centre decoordonnées et l'autre est l'angle qui forment la droite r et lesemieje horizontal droit (origine des angles), appelé ? et qui est mesuré dans radianes.
Pour mesurer le déplacement de l'objet on utilise l'accroissement del'angle, que nous obtiendrons en faisant l'opération suivante:
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 fig. 5 |
L'équation de la m.cu il est déduit de deux équations, qui sont celle de la vitesse angulaire et celle de vitesse linéaire:
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Vitesse Angulair:
Si on isole j on obtient l'équation qui met en rapportl'accroissement angulaire avec le temps:
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Vitesse Linéair:
Si on isole s on obtient l'équation qui met enrapport l'accroissement angulaire avec le temps:
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Des deux équations nous il reste:
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De fait il peut être conclu que la vitesse angulaire et la périodesont en rapport puisque la période est définie comme le temps quitarde l'objet à donner un retour complet (2pr) c'est-à-dire, tourner 360º, par conséquent, 2p sera l'angle et T le temps passé dans:
CONCEPTION EXPÉRIMENTALE
Expérience I:
En en tenant compte du fait que l'ellipticité de l'orbite de Vénus est presque nulle (excentricité orbitale = 0'0068) nous considérerons que son mouvement est circulaire et uniforme.Dans le but de déterminer expérimentalement la période de transfert Vénus autour du Soleil il va se venir de la manière suivante
Matériel utilisé:
-Un télescope Meade ETX-90EC
- Filtre Solaire de Braader type marque Thou Sand Oaks
- Monocles de 26 et 9.7 mm Meade
- Réducteur Focal de 0,6x pour réduire les augmentations du télescope
-Une WebCam Philips TouCam Avantage 740K
- PC Portatif Toshiba Satellite4300Series en courant sous Windows 98
- Software : Programme de Capture d'Images K3CCD Tools
- Software : Programme de Traitement d'Images Registax
- Software : Programme de Traitement d'Images : Adobe Photoshop 7
- Chronomètre synchronisé avec le temps universel (précision ±1 s)
Precédure:
1- À aux 6:30 de du 8 juin 2004 on installe l'équipement d'observation. On met en gare le télescope, c'est-à-dire, on met le trépied en surveillant au nord céleste, pour cela on aura besoin d'une boussole, la base du trépied à 41º s'incline ensuite, qui est la latitude à laquelle on trouve Cuvette de Lleida (notre lieu d'observation).
2- On observe le Transit et on annote les temps des 4 contacts. Évidemment avec un chronomètre synchronisé avec le temps universel.
3- Le temps du Transit est la différence de temps entre le quatrième et premier contact.
4- Diviser d les photographies capturées du transit, on détermine la corde qui décrit Vénus sur le disque solaire. Ce processus peut être fait avec Adobe Photoshop. Le processus consiste à fondre deux ou davantage d'images avec une différence de temps considérable etde taille égale dans lesquelles on voit le disque solaire complet avec le transit à différents moments. Ces images sont placées une sur une autre en ajoutant une couche sur la première image, en choisissant l'autre et en la collant sur la première dans laquelle nous avons ajouté une couche, on aligne ensuite les bords du disque solaire avec l'outil"déplacer".
5- On mesure la longueur de la corde du Transit (longueur feint Le) Pour cela venons de la manière suivante : Il est fait passer une ligne droite qui passe par les deux transit (chacun correspondant à chacune des images précédemment alignées). Cette ligne droite doit être faite d'une couleur qu'elle souligne de toute l'image, pour pouvoir ensuite la choisir par la valeur RGB (réseau, green, bleu). Une fois choisie on coupe i est horizontalement collé sur une autre image. Il est choisi à nouveau et il est découpé, une fois découpé, c'est-à-dire, l'image que nous avons maintenant seulement est composée de la ligne, nous allons à l'option "taille d'image" et surveillons combien de pixels a de longueur.6- On mesure le diamètre apparent du disque solaire (Da). Pour cela nous venons de la manière suivante : Pour mesurer le diamètre on procède de manière semblable au pas précédent, on choisit l'image du disque solaire complet, par la valeur RGB, pour faire ceci il faut serrer dans l'option "Varita magique", et faire clic sur l'espace, non sur le disque solaire, on investit alors la sélection et il est copié, il faut maintenant seulement la coller et la surveiller quelle taille a dans des pixels dans l'option "taille de l'image" .
7.- En sachant que le diamètre réel du Soleil est de D=1392000 Km, on détermine la longueur réelle (Lr) de la corde décrite par Vénus. Est d'être dit est faite une extrapolation simple pour connaître la valeur réelle en km de la corde en sachant le diamètre réel du soleil et son diamètre dans des pixels sur l'image et en sachant la longueur de la corde dans des pixels.
8- On détermine le déplacement angulaire de Vénus (Dq) à partir de la distance terre- le Soleil (Ds-t) et de la longueur de la corde décrite par Vénus. Pour cela nous venons de la manière suivante : En sachant que la tangente d'un moyen de l'angle dans radians (Dq/2) est égale à un moyen de la longueur de la corde (Lr/2) divisée parla distance entre le Soleil et le Terre (Ds-t), on peut déterminer la valeur de Avec le schéma suivant sera mieux comprise Fig.5.
Fig.6
9- À partir du déplacement angulaire (Dq) et du temps du Transit on détermine la vitesse angulaire de Vénus (w) Ce pas seulement consiste à faire le quotient entre la valeur du déplacement angulaire et le temps qui a duré le transit, c'est-à-dire, la soustraction entre le quatrième et premier contact.
10.- À partir de la vitesse angulaire on détermine la période de transfert de Vénus autour du Soleil (T). On résout une équation simple en sachant que w= 2π /
T = 2p/w
Schéma de l'Assemblage:
Fig. 7
Expérience II:
Il s'agirait de détecter l'atmosphère de Vénus à partir du traitement photographique des images capturées dans l'observation astronomique. Il serait logique de penser que les images montrent une couronne circulaire qui indiquerait sa présence puisque celle-ci est très dense.
Matérial Utilisé:
- PC Portatif Toshiba Satellite 4300Series en courant sous Windows 98
- Software : Programme de Traitement d'Images : Adobe Photoshop 7
Procedimiento:
1- Chercher une image recueillie par le groupe d'observation où onpeut apprécier un certain élément proche à Vénus, avec manière plus ou moins circuler.
2- Ouvrir un programme de traitement d'images, et augmenter la résolution de l'image qui est étudiée.
3- Étendre la zone où il paraît qu'on peut apprécier l'atmosphère.
4- Vérifier sa manière, circuler, irrégulier...
5- Décider s'il peut être affirmé qu'une aberration de la chambreest l'atmosphère ou seulement
Schéma de l'Assemblage:
Fig. 8
Expérience III:
À partir du diamètre apparent de Vénus, de l'épaisseur apparente de son atmosphère, et du diamètre réel de Vénus on déterminera l'épaisseur réelle de l'atmosphère de Vénus.
Matérial Utilisé:
- PC Portatif Toshiba Satellite 4300Series en courant sous Windows 98
- Software : Programme de Traitement d'Images : Adobe Photoshop
Procédure:
1- Recueillir une image où on peut apprécier l'atmosphère de Vénus.
2- Ouvrir un programme de retouchez photographique (Photoshop dans notre cas).
3- Choisir, au moyen de l'outil "Varita Magique" (qui utilise la valeur RGB) la zone qui n'est pas le Disque Solaire (faire clic dans toute zone que non se dans le Disque Solaire).
4- Investir la sélection.
5- Copier la sélection et la coller dans une nouvelle image, en assurant nous dont le nouveau secteur de dessin s'adapte horizontalement et verticalement à la sélection que nous avons copiée.
6- Surveiller dans les propriétés d'image la taille horizontale et verticale des images (dans des pixels, si le donne dans des centimètres, faire la même chose, mais en sautant le pas 7).
7- Examiner les pixels par pouce (ppp) que nous avons choisis, en surveillant dans des Propriétés de Pantelle > ; Configuration> ; Options Avancées et effectuer un simple facteur de conversion:
8- Retourner à l'image originale, et lui améliorer la résolution jusqu'à 200.
9- Augmenter dans la zone où on trouve Vénus, et, par conséquent, son atmosphère.
10.- Tracer une ligne dans une couleur qui n'apparaît pas dans l’image (vert, par exemple) qui va depuis la fin de Vénus, et la fin extérieure de son atmosphère. 11.- Choisir les ces grandes lignes au moyen de l'outil "Varita Magique".
12.- Copier la sélection et la coller dans un nouvel espace de travail, en vérifiant que celui-ci est adapté à la taille de la sélection.
13.- Volter l'image jusqu'à ce qu'il soit complètement horizontal, et surveiller dans les propriétés d'image je élargis de cette dernière, dans des centimètres ou bien dans des pixels.(si on donne la valeur dans des centimètres, omettre le pas 14)
14.- Appliquer le suivant facteur de conversion:
15.- Une fois eues les valeurs du diamètre apparent du Soleil etde la largeur apparente de l'atmosphère, appliquer le suivant facteur de conversion pour obtenir la largeur réelle de l'atmosphère:
RÉSULTADOS OBTENUS. ANALYSE ET DISCUSSION.
Expérience I:
Dans cette expérience il a été nécessaire de mesurer les 4 temps de contact pour ensuite pouvoir connaître la vitesse angulaire
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Contacts |
Heure (TU) |
Image |
|---|---|---|
I |
05:21:15 |
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II |
05:40:20 |
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III |
11:04:59 |
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IV |
11:24:35 |
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Pour calculer la période de transfert de Vénus on fera ce qui suit: 1- Calculer le diamètre apparent (Da) du Soleil dans des centimètres:
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5- Nous calculons l'accroissement de temps (Dt):
7- Nous calculons la période dans secondement:
8- Nous passons les deuxièmes à des jours:
9- Nous calculons l'erreur relative:
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Expérience II:
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Les résultats de cette expérience sont très peu concluants puisqu'on apprécie une espèce de transporte autour de la planète après avoir minimalement augmenté son contraste. |
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Cette espèce de je transporte probablement il sera du à une aberration du chip la de la chambre produite par la différence de contraste entre le fonds du disque solaire (jaune brillant) et la planète (complètement noir), comme il peut être observé dans la figure 8. Par conséquent, il ne peut pas être affirmé avoir vu des indices de présence atmosphérique en Vénus. |
 Fig. 9 |
Expérience III:
Puisque n'a pu être observé aucun indice de présence atmosphérique dans les images, il ne peut évidemment pas être aspiré à calculer l'épaisseur de son atmosphère.
CONCLUSIONS
À partir des analyses et de la discussion des résultats obtenus, nous sommes dans des conditions d'affirmer:
1- L'étude astronomique du Transit de Vénus permet la détermination expérimentale du temps de transfert de la planète Vénus autour du Soleil.
2- La période de transfert de Vénus autour du Soleil est de : 234 jours. La valeur admise par la Communauté scientifique internationale est de225 jours. L'erreur relative dans la détermination est de 4%.
3- N'a pas pu être constatée la présence d'atmosphère en Vénus à partir de notre observation de Vénus, et par conséquent, n'a pas pu être déterminée son épaisseur.
4- Les temps des contacts, ainsi que les photographies obtenues, ils ont été mis à la disposition de diverses initiatives pour calculer la distance terre- le Sole
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1r Contact |
2º Contact |
3r Contact |
4º Contact |
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Moment avant le 4º Contact |
Moment après le 3r Contact |
Tránsito de Mercure 7-5-03 |
Vénus |
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Moment moyen du Transit |
Moment précédent au 2º Contact |
Disque solaire avec Transit |
GIF de la fin du Transit |
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Références
S. Serra, J. Mercadé, M. Armengol. Física. editorial McGraw Hill, 2002.
Tribuna de Astronomía y Universo, II Época Nº 59-mayo 2004.
Gran Larousse Català, edicions 62, marzo 1990.
Folleto informativo sobre el Tránsito de Venus de la UB, departamento de Astronomía y Metereología.
CD-ROM sobre el Tránsito de Venus de Física en Acción.
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NOTE FINALE: Toutes les images du travail ont été effectuées par des membres de l'équipement de travail avec un télescope Meade ETX-90 et une Webcam Philips TouCam Avantage, il y a aussi des photographies effectuées au moyen de la chambre SonyDSC-P120 ou par le Sony DSC-V1.
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