Compte-rendu TPCompte-rendu TP

La répartition de l’énergie à la La répartition de l’énergie à la surface de la Terre: Énergie et surface de la Terre: Énergie et latitudelatitude..

IntroductionIntroduction.. Il existe une zonation climatique avec Il existe une zonation climatique avec

les climats les plus chauds autour de les climats les plus chauds autour de l’équateur et les plus froids aux pôles.l’équateur et les plus froids aux pôles.

Introduction.Introduction. L’énergie solaire reçue à la surface de la L’énergie solaire reçue à la surface de la

Terre varie donc en fonction de la Terre varie donc en fonction de la latitudelatitude..

Quelle est la cause de cette Quelle est la cause de cette inégale répartition?inégale répartition?

Démarche expérimentaleDémarche expérimentale

HypothèseHypothèse La Terre étant sphérique, l’angle d’incidence des rayons La Terre étant sphérique, l’angle d’incidence des rayons

solaires varie selon la latitude. Un même rayonnement solaires varie selon la latitude. Un même rayonnement incident ( et donc une même quantité d’énergie) se incident ( et donc une même quantité d’énergie) se répartit donc sur des surfaces différentesrépartit donc sur des surfaces différentes

Principe:Principe: mesure de la surface éclairée mesure de la surface éclairée par un par un même faisceaumême faisceau lumineux sur un lumineux sur un globe terrestre à des latitudes différentes.globe terrestre à des latitudes différentes.

Démarche expérimentaleDémarche expérimentale

Démarche expérimentaleDémarche expérimentale

Vous disposez du matériel suivant:•Une lampe torche

•Une potence

•Un globe terrestre

•Une règle

•Du papier calque.

Démarche expérimentaleDémarche expérimentale

Le protocole expérimental: (schémas)

Démarche expérimentaleDémarche expérimentale

Le protocole expérimental: (schémas)

Remarque importante: nous allons travailler en

positionnant le globe en hiver pour

l’hémisphère Nord

Démarche expérimentaleDémarche expérimentaleOn fait varier la

latitude.

Démarche expérimentaleDémarche expérimentaleNotre faisceau lumineux étant divergent; il faut que la distance globe - lampe soit constante.Le seul paramètre qui

doit varier étant la latitude; il faut reculer (ou avancer) le globe ou (la lampe)de la distance

liée à la courbure.

Démarche expérimentaleDémarche expérimentale

On relève la surface de la tâche lumineuse avec un morceau de papier calque que l’on applique sur le globe terrestre.

Démarche expérimentaleDémarche expérimentale

On relève la surface de la tâche lumineuse avec un morceau de papier calque que l’on applique sur le globe terrestre.

Démarche expérimentaleDémarche expérimentale

On relève la surface de la tâche lumineuse avec un morceau de papier calque que l’on applique sur le globe terrestre.

Démarche expérimentaleDémarche expérimentale

On relève la surface de la tâche lumineuse avec un morceau de papier calque que l’on applique sur le globe terrestre.

Démarche expérimentaleDémarche expérimentale

On relève la surface de la tâche lumineuse avec un morceau de papier calque que l’on applique sur le globe terrestre.

Démarche expérimentaleDémarche expérimentale

Pour calculer la surface éclairée: on utilise les formules suivantes:

S= L X I si la surface possède des angles droits

S = H X( PB +GB) /2

Si la surface est un trapèze

Résultats:Résultats:

Démarche expérimentaleDémarche expérimentale

20° 20° latitude latitude

SudSud

0°0°

équateéquateurur

20° 20° latitude latitude

nordnord

40° 40° latitude latitude

nordnord

Surface de Surface de la tâche la tâche lumineuse lumineuse ( en mm²) ( en mm²)

150150 176176 350350 770770

Exploitation des résultats.Exploitation des résultats. La tâche la La tâche la plus petiteplus petite est celle mesurée à la latitude est celle mesurée à la latitude

20°S20°S . . Nous avons fait les mesures en plaçant le globe Nous avons fait les mesures en plaçant le globe au solstice d’hiver, les rayons lumineux frappent donc la au solstice d’hiver, les rayons lumineux frappent donc la surface de surface de façon perpendiculairefaçon perpendiculaire à cette latitude. à cette latitude.

La La surface de la tâche augmentesurface de la tâche augmente légèrement légèrement lorsqu’on se place à l’équateur (latitude 0°)et de façon lorsqu’on se place à l’équateur (latitude 0°)et de façon plus nette lorsqu’on se rapproche du pôle Nord plus nette lorsqu’on se rapproche du pôle Nord ( latitudes 20° Net 40°N).( latitudes 20° Net 40°N).

On a donc bien démontré qu’un On a donc bien démontré qu’un même rayonnementmême rayonnement se répartit sur des se répartit sur des surfaces plus grandessurfaces plus grandes lorsque lorsque l’angle d’incidence diminue.l’angle d’incidence diminue.

Démarche expérimentaleDémarche expérimentale

CONCLUSIONCONCLUSION On peut donc ainsi expliquer la On peut donc ainsi expliquer la répartition répartition

des climats selon la latitudedes climats selon la latitude . La même . La même quantité d’énergie se répartit sur une quantité d’énergie se répartit sur une surface plus grandesurface plus grande aux aux pôlespôles qu’à qu’à l’l’équateuréquateur car le rayonnement arrive de car le rayonnement arrive de manière obliquemanière oblique par rapport à la surface de par rapport à la surface de la terre dans les régions polaires et de la terre dans les régions polaires et de manière perpendiculairemanière perpendiculaire à l’équateur. à l’équateur.

C’est donc une conséquence de la C’est donc une conséquence de la sphéricité de la Terre.sphéricité de la Terre.