Les saisons

Hauteur du soleil au-dessus de l'horizon

Objectifs

L'exposition d'une surface plane à la lumière solaire dépend de la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon. Cet angle varie selon l'heure de la journée et au fil des saisons. L'étude des variations de ce paramètre peut s'envisager selon différents protocoles expérimentaux.

Matériel nécessaire

  • Support,
  • tube de PVC,
  • papier millimétré,
  • cadran solaire (à réaliser)
 
Expérience n° 1 : mesure directe de la hauteur.

Un tube de PVC long (50 cm) et de faible diamètre (4 à 5 cm) est maintenu dans une pince et relié à un support vertical par une noix. Un panneau support de papier quadrillé est disposé derrière le tube. La détermination de la hauteur s'effectue par rotation du tube, de façon à obtenir l'ombre portée de plus petite dimension

Corboz

Expérience n° 2 :  mesure indirecte de la hauteur.
Un cadran solaire permet d'effectuer des relevés comparables, mais il s'agit ici de mesurer les ombres portées qui sont d'autant plus longues que le Soleil est haut.
 Corboz
 
Dans l'une et l'autre des expériences, les démarches sont similaires. Il s'agit soit  :
- de suivre les variations de hauteur du Soleil au cours de l'année, en effectuant 1 ou 2 relevés mensuels à heures fixes UTC (on adapte l'horaire à l'orientation possible),
- de suivre les variations de hauteur du Soleil au cours d'une journée (bien ensoleillée), en effectuant 1 ou 2 relevés par heure, mais cette expérience est plus contraignante que la précédente en milieu scolaire. 
Activités annexes :

Pour un suivi sur l'année, en effectuant 1 à 2 relevés mensuels, il peut être intéressant de relever simultanément la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon, la durée du jour et la température moyenne observée, puis d'effectuer une étude graphique comparative.

Corboz
Les quatre silhouettes de l'horizon représentées ci-dessous sont vues par un observateur situé dans l'hémisphère Nord à la latitude de la France et regardant vers le sud. Placer le Soleil à midi : sur la figure A au solstice d'hiver, sur la figure B à l'équinoxe de printemps, sur la figure C au solstice d'été, sur la figure D, à l'équinoxe d'automne.

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