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🔬 Sciences et Technologie6èmeCours
Lumière
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Cours
☀️ Chapitre : La Lumière — Le Soleil, la Terre et les ombres
1. L'alternance du jour et de la nuit
Pourquoi fait-il jour puis nuit ?
La Terre tourne sur elle-même comme une toupie : c'est la rotation de la Terre. Elle met 24 heures (une journée) pour faire un tour complet autour de son axe de rotation (une ligne imaginaire passant par le pôle Nord et le pôle Sud).
Le Soleil n'éclaire qu'une moitié de la Terre à la fois :
- La face éclairée par le Soleil est en jour ☀️
- La face opposée, dans l'ombre, est en nuit 🌙
💡 Exemple concret : Quand il est midi en France, il fait nuit en Nouvelle-Zélande, car elle se trouve de l'autre côté de la Terre !
🌞 Soleil (fixe, très loin)
↓ rayons lumineux
☀️ JOUR |🌑 NUIT
←———— 🌍 ————→
(face éclairée) | (face dans l'ombre)
↻
La Terre tourne sur elle-même en 24 h
2. Les positions du Soleil au cours de la journée
Depuis la France, on observe que le Soleil semble se déplacer dans le ciel. En réalité, c'est la Terre qui tourne, mais pour nous, tout se passe comme si le Soleil bougeait.
Les trois moments clés de la journée
| Moment | Position du Soleil | Direction (point cardinal) | Hauteur dans le ciel |
|---|---|---|---|
| Lever (matin) | Le Soleil apparaît à l'horizon | Est (E) | Basse |
| Zénith (midi solaire) | Le Soleil est au plus haut | Sud (S) | Maximale |
| Coucher (soir) | Le Soleil disparaît à l'horizon | Ouest (O) | Basse |
Le zénith est le moment de la journée où le Soleil est le plus haut dans le ciel. En France, il se trouve alors dans la direction du Sud.
💡 Astuce pour s'orienter : place-toi face au Soleil à midi → tu regardes le Sud. Derrière toi, c'est le Nord. À ta gauche, l'Est. À ta droite, l'Ouest.
3. L'alternance des saisons
La révolution de la Terre autour du Soleil
En plus de tourner sur elle-même, la Terre fait le tour complet du Soleil en 365 jours environ (une année). Ce mouvement s'appelle la révolution de la Terre.
L'inclinaison de l'axe de la Terre
L'axe de rotation de la Terre est incliné d'environ 23° par rapport à la verticale. Cette inclinaison ne change pas de direction pendant toute la révolution. C'est cette inclinaison qui provoque les saisons.
🌞 Soleil (au centre)
🌍 Été (juin) 🌍 Hiver (décembre)
Axe penché VERS Axe penché EN SENS
le Soleil OPPOSÉ au Soleil
↗ / \ ↖
/ \
Jours LONGS ☀️ Jours COURTS 🌙
Soleil HAUT Soleil BAS
Pourquoi les jours sont-ils plus longs en été ?
| Saison (en France) | Inclinaison par rapport au Soleil | Durée du jour | Hauteur du Soleil |
|---|---|---|---|
| Été (juin) | Hémisphère Nord penché vers le Soleil | ~16 h | Haute |
| Hiver (décembre) | Hémisphère Nord penché loin du Soleil | ~8 h | Basse |
| Printemps / Automne | Position intermédiaire | ~12 h | Moyenne |
- En été, notre hémisphère (le Nord) est incliné vers le Soleil → les rayons arrivent plus directement, le Soleil monte plus haut et reste plus longtemps au-dessus de l'horizon.
- En hiver, c'est l'inverse : le Soleil reste bas et la durée du jour est courte.
💡 Exemple : Le 21 juin (solstice d'été), le jour dure environ 16 heures à Paris. Le 21 décembre (solstice d'hiver), il ne dure qu'environ 8 heures !
⚠️ Attention : les saisons ne sont pas dues à la distance Terre-Soleil (celle-ci varie très peu), mais bien à l'inclinaison de l'axe terrestre.
4. Les ombres au cours de la journée
Comment se forme une ombre ?
Une ombre se forme lorsqu'un objet opaque (qui ne laisse pas passer la lumière) bloque les rayons du Soleil. La lumière se propage en ligne droite : derrière l'objet, il y a une zone sans lumière = l'ombre.
Comment l'ombre évolue dans la journée ?
La position et la taille de l'ombre changent car la position apparente du Soleil change :
| Moment | Position du Soleil | Ombre |
|---|---|---|
| Matin (lever, Est) | Bas, à l'Est | Longue, orientée vers l'Ouest |
| Midi (zénith, Sud) | Haut, au Sud | Courte, orientée vers le Nord |
| Soir (coucher, Ouest) | Bas, à l'Ouest | Longue, orientée vers l'Est |
Règle fondamentale : l'ombre est toujours située du côté opposé au Soleil par rapport à l'objet.
🔬 Protocole expérimental : observer l'ombre d'un bâton
- Plante un bâton vertical (un crayon ou piquet) dans le sol ou dans de la pâte à modeler, dans un lieu ensoleillé.
- Toutes les 2 heures (9 h, 11 h, 13 h, 15 h, 17 h), trace au sol le contour de l'ombre et note l'heure.
- Mesure la longueur de chaque ombre avec une règle.
- Compare : observe que l'ombre est longue le matin et le soir, et courte à midi.
- Conclus : la longueur et la direction de l'ombre dépendent de la hauteur du Soleil dans le ciel.
💡 Ce dispositif s'appelle un gnomon : c'est le principe du cadran solaire, utilisé depuis l'Antiquité pour lire l'heure !
📌 À retenir
- Jour/nuit : la Terre tourne sur elle-même en 24 h ; la moitié éclairée est en jour, l'autre en nuit.
- Trajet apparent du Soleil : il se lève à l'Est, atteint son point le plus haut (zénith) au Sud, et se couche à l'Ouest.
- Saisons : l'axe de la Terre est incliné de 23° ; combiné à la révolution autour du Soleil (365 jours), cela provoque les saisons et la variation de la durée du jour.
- Ombres : elles sont longues quand le Soleil est bas (matin/soir) et courtes quand il est haut (midi), toujours situées du côté opposé au Soleil.
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