🎯OBJECTIFS DE LA SÉANCE

À l’issue de la séance, l’élève doit être capable de :

• Décrire la structure de l’atmosphère solaire (photosphère, chromosphère, couronne).
• Expliquer pourquoi l’imagerie monochromatique (Hα, Ca II K) révèle des structures invisibles en lumière blanche.
• Décrire le fonctionnement d’un spectrohéliographe compact (Sol’Ex).
• Relier les paramètres instrumentaux (fente, réseau, résolution) à la qualité des observations.
• Identifier les points communs et les différences entre le sol’ex et le programme CLIMSO du Pic du Midi 

Ressources  :

PHASE 1 – CONTEXTE SCIENTIFIQUE (30 min)

Spectroscopie solaire

1. Citer les trois couches principales de l’atmosphère solaire et indiquer laquelle est visible en lumière blanche.
2. Pourquoi la chromosphère n’est-elle observable que dans certaines raies spectrales (Hα, Ca II K) ?
3. Pourquoi ne voit-on pas les mêmes structures en lumière blanche et en Hα ?
4. Quelle est la différence entre raies d'absorption (photosphère) et raies d'émission (chromosphère) ?

Structures solaires

1. Pourquoi les taches solaires apparaissent-elles sombres malgré leur température de 4000 K ?
2. Comment distinguer facules, filaments et protubérances en Hα ?

Activité et cycles

1. Comment le cycle solaire de 11 ans se manifeste-t-il dans les observations des taches solaires ?
2. Quels sont les signes observationnels d'une éjection de masse coronale (CME) ?
3. Comment les éruptions solaires affectent-elles les communications radio sur Terre ?

Observation

1. Pourquoi observe-t-on mieux la chromosphère et la couronne lors des éclipses totales ?
2. Comment les oscillations solaires (héliosismologie) peuvent-elles être détectées par observation Doppler ?

 

 PHASE 2 –DÉCOUVERTE DE SOL’EX (30 min)

Réaliser un schéma simplifié du sol’ex

Éléments : Filtre de densité neutre / Fente (10 µm) / Collimateur / Réseau (2400 traits/mm) / Objectif caméra / Capteur CMOS

1. Expliquer le rôle de la fente.
2. Pourquoi faut-il une fente étroite pour obtenir une bonne résolution spectrale ?
3. Quel est le rôle du réseau de diffraction ?
4. Que signifie un pouvoir de résolution R ≈ 40000

Principe de fonctionnement – Espace-Infini

https://solex.astrosurf.com/sol-ex-theorie.html

PHASE 3 - ACTIVITÉ PRATIQUE (30 min)

Observation directe avec Sol’Ex

1. Que se passe-t-il lorsque l’on fait tourner la molette rouge (orientation du réseau) ? 
2.  Que constate-t-on lorsque l’on décale légèrement la longueur d’onde autour de Hα ? 
3. Pourquoi le système fonctionne-t-il comme un « scanner » du Soleil ?

 Exploitation de données

1. Identifier sur les images fournies et les associer à une couche solaire (Taches solaires/ Filaments / Protubérances)
2. Mesurer la taille d’une structure en pixels et l’exprimer en fraction du diamètre solaire.

EXPLOITATION SCIENTIFIQUE (25 min)

Mini-compte rendu

En quoi Sol’Ex reprend-il le principe des instruments utilisés dans le cadre du programme CLIMSO ?