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Réception de l'énergie solaire

Divers modèles concernant la réception de l'énergie lumineuse par la surface terrestre

 

Objectifs :

Place dans la démarche :

 

Manipulation : Mesure de la surface d'une tache de lumière projetée sur une sphère en fonction de la latitude et mesure de la surface de la tache de lumière en un même lieu ( repéré par une punaise ) aux deux solstices.

Capacités qui peuvent être travaillées : Saisir des informations , Adopter une démarche explicative, Utiliser un modèle, Utiliser un mode de représentation : faire un graphique.

Matériel Pour le modèle : Une sphère montée sur un système articulé, une source de lumière, un oculaire X 10 de microscope, un carton épais, Trois potences, une feuille.

Pour les mesures : Papier millimétré, règle graduée

Construction du modèle :*

 

Trucs, astuces, problèmes :

Lors des mesures bien veiller à ne pas modifier la distance entre la source lumineuse et la sphère.

Bien plaquer le papier millimétré à la surface de la sphère

Ne pas oublier le témoin : en projetant sur une surface plane on montre que la surface de la tache ne change pas quand on fait varier la " latitude ".

 

 

 

 

Objectif : Mesurer la surface éclairée entre deux méridiens avec une réglette graduée en millions de Km2 , à l’équateur et à une autre latitude, suite à l’éclairage du globe avec un faisceau lumineux de diamètre constant.

Réaliser des mesures avec un luxmètre posé sur le globe.

capacités qui peuvent être travaillées : Saisir des informations, réaliser techniquement

Matériel :

Maquette climats et saisons Jeulin Réf.507 021
Luxmètre

Utilisation :

Une maquette par groupe, un luxmètre

Trucs, astuces, problèmes :

La noix polynux peu facile d’emploi peut avantageusement être remplacée par une noix de serrage traditionnelle.
Le montage ci-dessous permet de positionner de différentes manières le globe, par rapport à une source lumineuse, en le glissant sur le rebord d’une table.

 

Objectif : Faire tourner la planète autour d’une source lumineuse figurant le soleil, de manière à comprendre comment s’établissent les saisons.

capacités qui peuvent être travaillées : Saisir des informations, réaliser techniquement

Matériel :

Maquette climats et saisons Jeulin Rèf.507 021

Projecteur lumineux ou source de lumière.

Luxmètres.

Utilisation :

Une maquette, un luxmètre, une source de lumière par groupe.
Les seules difficultés résident dans la conservation de l’inclinaison de l’axe terrestre au cours de la rotation, et de la confusion que peuvent faire les élèves entre saisons et l’alternance jour-nuit.

Trucs, astuces, problèmes :

La noix polynux peu facile d’emploi peut avantageusement être remplacée par une noix de serrage traditionnelle.
Le montage ci-dessous permet de positionner de différentes manières le globe, par rapport à une source lumineuse, en le glissant sur le rebord d’une table.

 

Comprendre les positions relatives Terre – Soleil au cours d’une année et donc les variations de durée jour – nuit.

Mesurer en un point du globe (latitude 45°N) la surface éclairée en été et en hiver et donc comprendre les variations de température.

capacités qui peuvent être travaillées :
conception d’un modèle 

adopter une démarche explicative 

exploiter un modèle 

 

Matériel :

Par binôme : une lampe, 4 boules en polystyrène peintes en noir, traversées par une aiguille en bois et inclinées dans un petit erlenmeyer avec du sable(angle correct).

 

Positionner les 4 globes par rapport à la lampe, figurant le soleil, et comprendre ainsi la position de la terre par rapport au soleil à chaque saison.
Pour chaque saison, noter la surface du globe éclairée.
En position été et hiver, noter la surface éclairée au niveau d’un point (pastille colorée) représentant la France.

Trucs, astuces, problèmes :

Difficulté pour les élèves à conserver la même inclinaison du globe, quelle que soit la saison.

Pour bien observer les surfaces éclairées, nécessité d’utiliser une lentille.