Présentation de l'animation "Le bleu du ciel"
Cette animation permet de répondre à la question simple : pourquoi le ciel est-il bleu ? de façon très claire et en utilisant un vocabulaire précis.
Le rôle essentiel de l'atmosphère est souligné, notamment par la comparaison avec la Lune qui étant dénuée d'atmosphère, apparait grise. Des allers et retours entre les différentes régions de l'espace, ainsi qu'une plongée dans l'atmosphère permettent de bien appréhender l'importance de cette couche pourtant invisible.
La dernière partie consacrée à l'explication de la couleur du Soleil couchant permet de réinvestir les notions en les appliquant à un autre phénomène.
Une réelle plus-value pédagogique est apportée au travers d'une simulation qui permet de modifier la position du Soleil et ainsi de faire varier la quantité d'atmosphère traversée.
La notion de diffusion de la lumière est clairement explicitée.
Textes de référence
Physique-Chimie cycle 4 : Bulletin Officiel spécial n°11 du 26 novembre 2015
Des signaux pour observer et communiquer
- Caractériser les différents types de signaux lumineux
- Utiliser les propriétés de ces signaux
Découpage de l'animation
Cette animation est structurée en huit chapitres et trois dossiers d'information qui peuvent être consultés au fil de l'animation. Lorsque l'on rejoue l'animation en entier, les dossiers d'information sont cliquables dés le début.
Chapitre 1- Présentation dynamique du système, Soleil –Terre –Lune. Le Soleil est présenté comme une étoile importante pour les êtres vivants sur la Terre. (Remarque : cette présentation est essentielle pour des élèves de quatrième car le programme de physique de 5ème se limite à la présentation de ces trois astres).
Le dossier d'information définit les termes d'émission et de réflexion de lumière.
Chapitre 2- Le voyage dans l'espace continue en comparant la visibilité de la Lune et de la Terre. La Lune apparait grise alors que la Terre apparait bleue.
Chapitre 3- Cette partie est un plongeon dans l'atmosphère terrestre. Elle permet de mieux se rendre compte de l'importance de cette couche. Le dossier d'information précise que la plus grand partie de la lumière émise par le Soleil traverse l'atmosphère et nous éclaire.
Chapitre 4- La présentation de l'arc-en-ciel et du spectre de la lumière blanche permet d'illustrer le fait que la lumière blanche est composée d'une infinité de lumières colorées. Le dossier d'information présente différents moyens de décomposer la lumière blanche : un prisme, un morceau de verre, et le phénomène d'irisation de surface.
Chapitre 5- Le parallèle avec le jet d'eau sur le buisson permet d'illustrer simplement le phénomène de diffusion de la lumière et un schéma simplifié donne une vue d'ensemble en fonction des différentes longueurs d'onde et en particulier de la lumière bleue.
Chapitre 6- La couleur du ciel observée lors d'un coucher de Soleil est expliquée par les différentes lumières diffusées et par l'épaisseur importante de la couche d'atmosphère traversée. Cette partie permet de réinvestir la notion de diffusion sélective de la lumière en fonction des différentes longueurs d'ondes.
Chapitre 7- Une simulation propose de modéliser la diffusion de la lumière du Soleil pour expliquer les différentes couleurs que peuvent prendre le Soleil et le ciel au cours de la journée. L'écran est séparé en deux : en haut une photo du monde réel, en bas la modélisation où il est possible d'avancer et de reculer dans le temps pour modifier la quantité d'atmosphère traversée.
Chapitre 8- Cette dernière partie conclut l'animation en reliant les deux phénomènes, la couleur bleue du ciel ainsi que les différentes couleurs qu'il prend dans la journée.
Suggestions d'exploitation pédagogique en classe
Classe concernée : Physique – quatrième- Lumières colorées et couleur des objets
Organisation : Binôme de TP avec un poste de travail ayant accès à internet (ou avec l'animation enregistrée) avec un casque pour l'écoute des commentaires ou classe entière avec tableau numérique interactif.On peut supprimer le son de l'animation. Les textes du scénario sont disponibles en cliquant sur l'icône destinée aux malentendants en bas à gauche de l'écran.
Question : Comment obtenir des lumières colorées ?
Activité :
- Remettre dans l'ordre les images ci-dessous qui représentent la position du Soleil par rapport à la Terre selon les heures de la journée.
- Sous chaque image, indiquer la couleur majoritairement diffusée et en déduire l'apparence de la couleur du ciel et du Soleil.
Image A :
Image B :
Image C :
Image D :
Remarque : Le vocabulaire utilisé nécessite la présence de l'enseignant pour des élèves de collège.
Ressources complémentaires
Météorologie - 100 expériences pour comprendre les phénomènes météo d'Yves Corboz chez Belin.